实验原理的妙用.doc

实验原理的妙用 江苏省海安县张垛初中 226651 夏飞 物理是以实验为基础的一门科学．实验是人们根据研究目的，利用科学仪器设备，设法控制或模拟物理现象，人为地排除次要因素，突出主要因素，在最有利的条件下，使物理现象反复再现而进行的观察研究的方法，让物理现象的本质更清楚地暴露出来，从而获得规律性的认识．因此在实验过程中，不仅需要探究创新，而且需要用理论来指导实验，再用实验来检验理论，从而实现认识上的升华．实验原理则是在整个实验过程中的灵魂，用理论指导实验，从而避免实验过程中出现的盲目性，有的放矢，培养学生分析问题、解决问题的能力，从而培养学生科学的研究方法和科学的学习态度．现以“测定物质的密度”为例来说明实验原理的妙用，以作抛砖引玉． 根据实验原理 选择实验器材 物理实验以实验器材为基础，合理的器材选择是实验成功的关键，器材的选取一般根据实验原理，用联想法选择确定． 例如：测定小石块密度的实验器材的选择 测定小石块密度的实验原理是： 由于小石块的体积不能直接测量，需用排水法间接测量，所以由实验原理展开得到= ， 由实验原理可知：测小石块的密度，需要的器材有——小石块 测小石块的质量，需要的器材有——天平 测小石块的体积，需要的器材有——量筒，小石块的体积不能直接测量，需用排水法间接测量，还需要辅助器材——细线和水 从而选择出所需器材为：小石块、天平、量筒、细线和水． 根据实验原理 设计实验表格 实验数据的收集是实验结论的源泉，通过分析实验数据从而实现认识上的升华，实验记录表格的设计，为实验数据的记录、分析创造了一个最佳的途径． 例如：测定小石块密度的实验表格设计 测定小石块的密度的实验原理是： 由于小石块的体积不能直接测量，需用排水法间接测量，所以由实验原理展开得到= ， 为了减小实验误差，得出普遍性的实验规律，一般需要测量三次或更多次． 由实验原理可知，测小石块的密度需要直接测量的物理量有：小石块的质量m，水的体积V1，放入石块后的总体积V2；间接测量的物理量有：小石块的体积V，小石块的密度ρ． 由上面的分析可得，记录表格的设计一般由三部分组成： 一是实验次数； 二是直接测量的物理量； 三是间接测量的物理量． 为了便于分析，还需要将表中的物理量的顺序做适当的调整．则测定小石块的密度的实验表格设计如下表所示． 实验次数 石块的质量m/kg 水的体积V1/m3 水和石块的总体积V2/m3 石块的体积V/m3 石块的密度ρ/kg·m-3 1 2 3 根据实验原理 设计实验步骤 良好的开端是成功的一半，科学的实验步骤能使实验操作简便，过程有条不紊，从而提高实验效率，减小实验误差．所以设计合理的实验步骤，能够培养学生严谨的学风和科学的态度． 例如：测定小石块的密度的实验步骤设计 测定小石块密度的实验原理是： 由于小石块的体积不能直接测量，需用排水法间接测量，所以由实验原理展开得到= 测小石块的质量可由天平直接测出，测小石块的体积需用排水法间接测出．若先测小石块的体积，再测小石块的质量，由于测出体积后小石块上粘有少量的水，所以测出的质量值比真实值偏大，为了减小误差，应先测小石块的质量，再测小石块的体积． 实验步骤设计如下： ①将天平放在水平的工作台面上，调节天平平衡 ②用天平测出小石块的质量为m ③往量筒中注入适量的水，记下水的体积为V1 ④用细线系住小石块，浸没在量筒的水中，记下放入石块后的总体积为V2 ⑤则小石块的密度为ρ= 根据实验原理 分析实验误差 由于在测量过程中，测量的人、测量的工具都会造成测量误差．由测量工具形成的误差，减小误差的方法是选用更精密的测量工具；由测量的人形成的误差，减小误差的方法则常用多次测量取平均值的方法．若是在测量过程中由于操作步骤形成的误差，则应设计合理的操作顺序，从而减小误差． 例如：测定食用油的密度的误差分析 测定食用油的密度的实验原理是： 若先测食用油的质量，再测食用油的体积，测得的质量值是准确的，测得的体积值偏小，从而测出的密度值偏大；若先测食用油的体积，再测食用油的质量，测得的体积值是准确的，测得的质量值偏小，从而测出的密度值偏小． 为了减小测量误差，既要使测得的质量值准确，又要使测得的体积值准确，改进后的测量方案是差值法测液体的密度． 以上几个片段粗略说明了实验原理的妙用，供同仁参考．