1、新课标高中物理实验教学教案资料汇总隆回一中物理 组周宝新课标高中物理实验教案 任课教师 周宝物理实验的目的与要求1、实验目的(1)教会学生用 实验研究物理现象与规律，包括：A.正确选择实验方法与实验 器材。B.学会控制实验条件。C.知道如何实验、判断结果的可靠程度。(2)帮助学生理解和掌握有关课程内容和重要的物理概念，以形成物理思想， 培养解决物理问题的能力 (3)通过实验培养掌握基本物理量的测量方法，以培养实验技能。(4)培养学生严谨的实验态度、科学的实验方法及良好的实验习惯。2、做好实验的基本要求(1)实验前必须做好如下准备：明确实验目的，弄懂实验原理了解仪器性能，熟悉操作步骤设计记录表格
2、，掌握注意事项 (2)实验中必须手脑并用，做到心到、眼到、手到。仔细调整实验装置，正确使用实验仪器保证满足实验条件，注意规范实验操作认真观察实验现象，客观记录实验数据(3)实验后必须对数据进行处理：尊重实验客观事实，正确分析记录数据合理做出实验结论，独立完成实验报告常用基本仪器的使用与读数物理考试说明中要求学生熟练掌握的基本仪器有 13 种，除打点计时器和滑动变阻器不需要读数外，其余 11 种都涉及到读数问题。（一）测量仪器使用常规对于测量仪器的使用，首先要了解 测量仪器的量程、精度、使用注意事 项和读数方法。1关于量程问题：这是保护测 量仪器的一项重要参数，特 别 是天平、弹簧秤、温度计、电
3、流表、电压表和多用电表等，超量程使用会损坏仪器，所以实验时要根据实验的具体情况选择量程适当的仪器。在使用 电流表、 电压表时，选用量程过大的仪器，采集的新课标高中物理实验教案 任课教师 周宝实验数据过小，会造成相对误 差较大， 应选择使测量值位于 电表量程的 1/3 以上的电表；使用多用电表测电阻时，应选择 适当的档位，使欧姆表的示数在电表的中值附近。2关于精度问题：所选用仪器的精度直接影响着 测量读数的有效数字的位数，因此应在使用前了解仪器的精度，即看清 仪器的最小分度值。其中螺旋测微器和秒表的最小分度是一定的。但游标卡尺上游 标尺的最小分度、天平游 码标 尺的最小分度、弹簧秤和温度计刻线的
4、最小分度，都因具体的 仪器情况不同而有所差异，电流表、电压表和多用电表则会因所选择的档位不同而造成最小分度值有所不同，因此在进行这些仪器的读数时，一定要看清所选的档位。3使用注意事项：一般不同的 仪器在使用中都有其特殊的要求，以下几点要特别注意：天平在进行测量前应先调平衡。打点计时器所用电源要求为 46V 的交流电源。多用电表的欧姆档每次换档后要重新调零，被 测电阻要与 电路断开，使用完 毕要将选择开关转至交流电压最高档或“OFF” 档。滑动变阻器、电阻箱和定值电 阻使用过程中要考虑其允 许的最大电流。滑 动变阻器采用限流接法时，滑动触片开始 应位于变阻器阻值最大的位置；滑 动变阻器采用分压接
5、法时，滑动触片开始应位于分 压为零的位置。电阻箱开始应处于阻值最大状态，调整电阻箱的阻值时 ，不能由大到小 发生突变，以免因为阻值过小而烧坏电阻箱。（二）测量仪器的读数方法1需要估读的仪器：在常用的 测量仪器中，刻度尺、螺旋测微器、电流表、 电压表、天平、弹簧秤等读数时都需要估 读。因 为最终的读数要以有效数字的形式 给出，而有效数字的最后一位数字为估计数字， 应和误差所在位置一致，在实际操作中，究竟估读到哪一位数字，应由测量仪器的精度（即最小分度 值）和实验误 差要求两个因素共同决定。根据仪器的最小分度可以分别采用 1/2、1/5、1/10 的估读方法，一般：最小分度是 2 的， （包括 0
6、.2、0.02 等），采用 1/2 估读，如安培表 00.6A 档；最小分度是 5 的， （包括 0.5、0.05 等），采用 1/5 估读，如安培表 015V 档；最小分度是 1 的， （包括 0.1、0.01 等），采用 1/10 估读，如刻度尺、螺旋测微器、安培表03A 档、电压表 03V 档等，当测量精度要求不高或仪器精度不够高时，也可采用1/2 估读。2不需要估读的测量仪器：游 标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估 读。游标卡尺的读数：游标卡尺的读数部分由主尺(最小分度为 1mm)，和游标尺两部分组成。按照游标的精度不同可分 为三种：（a）
7、10 分游标，其精度为 0.1mm；（b）20 分游新课标高中物理实验教案 任课教师 周宝标，其精度为 0.05mm；（c）50 分游标，精度为 0.02mm。游 标卡尺的读数方法是：以游标零刻度线为准在主尺上读出整毫米数 L1，再看游 标尺上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐，由游标上读出毫米以下的小数 L2，则总的读数为：L 1+ L2。机械秒表的读数：机械秒表的长针是秒针，转一周是 30s。因 为机械表采用的齿轮传动，指针不可能停留在两小格之 间；所以不能估读出比 0.1 s 更短的时间。位于秒表上部中间的小圆圈里面的短针是分针，表 针走一周是 15 min，每小格为 0.5 min。秒表的
8、读数方法是： 短针读数（t 1）+长针读数（t 2）。电阻箱：能表示出接入电阻值大小的变阻器；读数方法是：各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，它 们之和就是电阻箱接入电路的阻 值。使用 电阻箱时要特别注意通过电阻的电流不能超过允许的最大数值。高中物理实验常用基础知识（一）常用实验原理的设计方法1控制变量法：如：在“ 验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系控制。在“研究单摆的周期” 中，摆长、偏角和 摆球质量的关系控制等等。2理想化方法：用伏安法测电 阻时， 选择了合适的内外接方法，一般就忽略电表的非理想性。3等效替代法：某些量不易测 量，可以用 较易测量的量替代，从而简化
9、实验。在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，两球碰撞后的速度不易直接测量，在将整个平抛时间定为时间单位后，速度的测量就 转化为对水平位移的测量了。4模拟法：当实验情景不易创设 或根本无法创设时，可以用物理模型或数学模型等效的情景代替，尽管两个情景的本质可能根本不同。 “描绘电场 中的等势线”的实验就是用电流场模拟静电场。5微小量放大法：微小量不易 测量，勉 强测量误差也较大，实验时常采用各种方法加以放大。卡文迪许测定万有引力恒量，采用光路放大了金属丝的微小扭转；在观察玻璃瓶受力后的微小形变时，使液体沿 细玻璃管上升来放大瓶内液面的上升。（二）常见实验数据的收集方法1利用测量工具直接测量基本物理量
10、模块 基本物理量 测量仪器长度 刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器时间 秒表（停表）、打点 计时器力学质量（力） 天平（弹簧秤）电阻（粗测） 欧姆表、 电阻箱电学电流（电压） 电流表（电压表）热学 温度 温度计新课标高中物理实验教案 任课教师 周宝2常见间接测量的物理量及其 测量方法有些物理量不能由测量仪器直接测量， 这时，可利用待 测量和可直接 测量的基本物理量之间的关系，将待测物理量的 测量转化为基本物理量的 测量。模块 待测物理量 基本测量方法速度 利用 纸带， ；利用平抛，12nmSvT2gvxy加速度 利用 纸带，逐差法 ；利用单摆a4LT力学功 根据 转化为测量 m、vkWE电阻（精确测
11、量） 根据 转 化为测量 U、I（伏安法）；电阻箱（半偏、替RI代）电功率 根据 P=UI 转化为测量 U、I电学电源电动势 根据 EUIr 转化为测量 U、I 然后联立方程求解或运用图像处理（三）常用实验误差的控制方法为了减小由于实验数据而引起的偶然误差，常需要采用以下方法控制 实验误差。1多次测量求平均值，这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有的基本思想。2积累法。一些小量直接测量误差较大，可以累积起来测量，以减小误差。 “用单摆测定重力加速度”的实验中，为了减小周期的测量误差，不是测量完成一次全振动的时间，而是测量完成 30-50 次全振动的时间。（四）常用实验数据的处理方法1列表
12、法：在记录和处理数据 时，常将数据列成表格。数据列表可以 简单而又明确的表示出有关物理量之间的关系，有助于找出物理量之间的 规律性的联系。列表的要求是写明表的标题或加上必要的说明； 必须交待清楚表中各符号所表示的物理量的意义，并写明单位；表中的数据要正确反映测量结果的有效数字。2作图法：用作图法处理实验 数据是物理实验中最常用的方法之一。用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均的效果，由图线的斜率、截距、所包围面积和图线的交点等可以研究物理量之间的变化及其关系，找出 规律。作图的规则是：作图一定要用坐标纸坐标纸的大小要根据 测量数据有效数字的多少和 结果的需要来定；要标明坐标轴名、单位，在
13、轴上每隔一定相等的间距按有效数字位数 标明数值；图上连线要是光滑曲线（或直线）， 连线时不一定要通过所有的数据点，而是要使数据点在新课标高中物理实验教案 任课教师 周宝线的两侧合理的分布；在图上求直线的斜率时，要 选取线 上相距较远的两点，不一定要取原来的数据点；作图时常设法使图线线性化，即 “化曲为直”。3平均值法：将测定的若干组 数相加求和，然后除以 测量次数必须注意，求取平均值时应该按原来测量仪器的准确度决定保留的位数。4逐差法：这就是用打点计时 器打出的纸带计算加速度时 用到的方法， 这种方法充分利用了测量数据，具有较好的取平均的效果。（五）有关误差分析的问题要求认识误差问题在实验中的
14、重要性，了解 误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。要熟练 掌握常见实验的误差情况及分析方法。新课标高中物理实验教案 任课教师 周宝课题： 实验一：用打点计时器测速度 课型： 实验 一、教学目标1了解两种打点计时器的结构和工作原理 。2会安装并使用打点计时器。3理解根据纸带测量速度的原理并 测量瞬时速度。4明确速度时间图象的意义 ，描点法画 图象的方法，并画出该实验中的速度时间图象。二、教学重点1打点计时器的使用。2由纸带计算物体运动的瞬时 速度。3画物体的速度时间图象。三、教学难点1对纸带数据的处理2画
15、图象的方法。四、教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考， 亲自动手实验，并 讨论、交流学习成果。五、教学过程1、打点计时器的原理构造（如 图）实验原理：（1）电磁打点计时器：它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器，当通过 46V 低压交流电时 ，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振 动而打点， 这时，如果纸带运动 ，振针就在纸带上打出一系列点，当交流 电源频率为 50Hz 时，它每隔 0.02s 打一点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为 0.02s。（2）电火花计时器：它是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪新课标高中物理实验教案 任
16、课教师 周宝器。当接通 220V 交流电源，按下脉冲 输出开关时， 计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接 负极的纸盘轴， 产生火花放电 ，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源 频率为 50Hz 时，它也是每隔 0.02s 打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是 0.02s。电火花计时器工作时，纸带运 动时受到的阻力小，比 电磁打点 计时器实验误差小。打在纸带上的点，记录了纸带 运动的时间，如果把 纸带跟物体 连在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。2、实验器材电磁打点计时器（或电火花计时器）及纸带、刻度尺、电源、导线等。3、纸带分析物体的运动情
17、况并能 计算平均速度。（1）在纸带上相邻两点间的时间间隔均为 0.02s（电源频率为 50Hz），所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小。（2）根据 v=x/t，求出在任意两点间的平均速度， 这里 x 可以用直尺测量出两点间的距离，t 为两点间的时间间隔数与 0.02s 的乘积。这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度。4、粗略计算瞬时速度。某点 E 的瞬时速度可以粗略地由包含 E 点在内的两点间的平均速度来表示。vEvDG，或 vE=vDF。说明：在粗略计算 E 点的瞬时速度时，可利用公式 v=x/t 来求解，但须注意的是，如果取离 E 点越接近的两点来求平均速度， 这个平均速度越接近 E
18、 点的瞬时速度，但是距离太小会使 测量误差增大， 应该根据实际 情况选取这两个点。5、v-t 图象与其画法为了更直观地反映物体的运动情况，我 们可以用 v-t 图象来表示速度随时间的变化规律。以速度 v 为纵轴，时间 t 为横轴建立直角坐标系，根据 计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点 连接起来就得到了一条能够描述速度 v 与时间 t 关系的图象。3、实验步骤：1把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经 正确地套在纸盘轴上，检查两条白纸带是否已 经正确地穿好，墨粉 纸盘是否在两条 纸带之间。2把计时器上的电源插头在 220V 交流电源插座上。3按下脉
19、冲输出开头，用手水平地拉动两条纸带，纸带动上就打上一列车员小点。4取下纸带，从能看得清规戒律的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点。如果共有 n 个点，点子的间隔数则为（n-1）个，用 t=0.02 （n-1）计算出纸带新课标高中物理实验教案 任课教师 周宝的运动时间 t。5用刻度尺测量一下，打下这些点，纸带通过的距离 s 有多长6利用公式 计算纸带在 这段时间内的平均速度。把测量和计算的结tsv果填入表一中。7选取一条点迹清晰便于分析的 纸带进行数据分析。8从能够看清的某个点开始，每隔 0.1s 取一个点，在纸带上用数字 0，1，2 .5 标出这些“ 测量点” ，测量包括每个点的一段位移x,
20、记录 在表二中，同 时记录相对应的时间，以测量该点的瞬 时速度。9计算出各点附近的平均速度，把它当作 计时器打下这些点 时的瞬时速度，填入表三中，点 0 作为计时 的开始，即 t=0。10以速度 v 为纵轴，以时间 t 为横轴在坐标纸上建立直角坐标系，根据表二的数据在坐标轴上描点，将 这些点用平滑的曲线连接起来。11通过曲线的走向大致看出手的速度 变化规律，将你的 实验结 果与其他同学交流一下，说出你的体会。12重复以上步骤再做一次。如果用电磁打点计时器，则实验 步骤的前 3 步相应地应当是：1 1、把打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面。2 2、把电磁打点计时器的两
21、个接 线柱用导线分别与 6V 的低压交流电源的接线柱相连接。3 3、打开电源开关，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一列小点。4、注意事项（1）电源电压要符合要求，电磁打点 计时器应使用 10V 以下的交流电源；电火花计时器要使用 220V 交流电 源。（2）实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要 时要进行 调节或更换器材。（3）使用打点计时器应先接通电源，待打点 计时器稳定后再用手拉 纸带。（4）手拉纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集。 六、实例探究打点计时器及应用例 1一同学在使用打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短 线， 这可能的原因是（ ）A接在直流电源上 B电源电压不稳C电源
22、频率不稳 D打点 针压得过紧解析：A接在直流电源上不会打点。 A 错。B打点与 电压是否稳定无关，点痕重轻与电压有关。B 错。C频率不同打的点仍为圆点。故 C 错。新课标高中物理实验教案 任课教师 周宝D打点针压得过紧。针和纸接触 时间长，打出一些短 线。D 正确。答案：D打点计时器直接测量的量例 2电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸 带，我们可以从纸带 上直接得到的物理量是（ ）A时间间隔 B位移 C加速度 D平均速度解析：从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间，因 为两个点的 时间间隔为0.02s.故 A 选项正确。用刻度尺量一下任意两个点间的距离，就知道了
23、物体的位移。故 B 选项正确。从纸带上不能直接得到加速度、平均速度，只可以间接计算。故 C、D 选项错误。答案：AB例 3 用接在 50 Hz 交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如下图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个记数点，分别标明 0、l、2、3、4，量得 0 与 1 两点间距离 x1=30mm，3 与 4 两点间的距离 x2=48mm，则 小车在 0 与 1 两点间平均速度为 ms。解析：01 两点间的平均速度 m/s3.01.Txv七、作业1完成实验报告。2思考 P22“说一说” 栏目中提出的问题，3完成 P24“问题与练习” 中的问题。4阅读教材 P23“科学漫步” 气垫导轨和数字计数器短文，思考并回答文后提出的问题。八、教学反思思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本； 亲自实践参与知 识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思 维方法和实践活 动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
