1、初中物理实验教案北陵中学李晓婧1一、声音的特性【提出问题】1、我们所接触到的各种声音中，有的听起来很尖、很刺耳，而有的听起来却很粗、很浑厚。从物理学的角度来 说， 实际就是指音调的高低。既然声音都是由物体振 动而产生的，那么又为什么会造成音调有高有低呢？音调的高低与哪些因素有关呢？2、在物理学中，声音的强弱叫做响度。不同的物体能 发出不同响度的声音，相同物体也能发出响度不同的声音。那么声音的响度与什么因素有关呢？【猜想或假设】1、声音的音调的高低与物体振动的频率有关。2、声音的响度的大小与物体振动的振幅有关。【设计实验】实验方案：物体的振动有两个参数：振幅和频率。振幅是指物体在一次振动中偏离平
2、衡位置的最大距离，而频率是指物体一秒钟内振动的次数。所以音调的高低与响度的大小应该与这两个因素有关。为探究决定音调高低的因素，我们可以利用一把钢尺按在桌子边沿，使它一端悬空，通过 改变钢尺伸出桌子 边的长度来改变它振动的频率，并保证前后振动时振幅基本相同，观察声音的音调是否 发生变化。在研究声音的响度与振幅的大小时，我们可以借助音叉来进行，通过改变音叉发出声音的响度，来观察音叉振幅的大小。但由于音叉的振幅较小，不便 观察，我们可以利用乒乓球来放大其振幅。所需器材：课桌、钢尺（或锯条）、 铁架台、乒乓球（或泡沫小球）、细线、音叉【进行实验】2实验步骤：（一）音调与频率的关系1、如图 1-1 那样
3、，将一把钢 尺（或锯条）紧紧按在桌子面上，使钢尺的一端伸出桌子边沿。用手拨动钢尺，听钢尺振动发出的声音，并观察钢尺振动的快慢（振动频率）。2、使钢尺伸出桌子边沿的长度增加或减小，再次 拨动钢尺，且保持 钢尺振动的幅度与上面的相同，观察钢 尺振动的快慢，同 时注意听声音的音调变化。3、将观察到的现象记录于表 1 中。表 1实验次数 伸出桌子边的长度 钢尺振动的快慢 音调的高低第一次第二次（二）决定响度大小的因素1、如图 1-2 所示，将正在 发 声的音叉轻触系在细线 上的乒乓球（或泡沫小球）， 观察乒乓球被弹开的幅度。2、改变音叉发声的响度，再将发声的音叉快速轻触系在细线上的乒乓球， 观察乒乓球
4、被弹开的幅度，再根据 乒乓球被弹开的幅度来推断音叉振幅的变化。33、将观察到的现象记录于表 2 中。表 2实验次数 音叉发声的响度 乒乓球被弹开的幅度 音叉振动的幅度第一次第二次【分析和论证】1、声音的音调的高低与物体振动的频率有关。2、声音的响度的大小与物体振动的振幅有关。【评估与交流】1、在本次探究中，你的猜想与结论是否相同？如有出入，原因何在？2、还可以利用哪些器材完成声音的响度与振幅的关系的实验？二、光反射时的规律【提出问题】4用激光对平面镜照射，正对着照射、斜着照射，观察反射后的激光亮点，提出以下问题：1、射向镜面的光反射后将沿什么方向射出？2、反射光线和入射光线与法线的位置在同侧、
5、异 侧还是重合？3、反射角和入射角的关系一定相等吗？4、光的反射现象中，光路可逆吗？【猜想或假设】1、激光经镜面反射后，红色的亮点在正对镜面的身前，表明反射后的光 线一定是沿原路返回。2、激光经镜面反射后，红色的亮点位置不固定，表明反射后的光 线沿着什么方向射出，无规律可循。3、激光经镜面反射后，反射光线沿什么方向射出，可能与激光向 镜面入射的角度有一定的关系。4、反射角可能等于入射角。【设计实验】A如图 2-1 所示，取一个平面镜 M，一张可以绕轴 ON 水平转动的纸板 EF 竖直地立在平面镜上，纸板上的 轴线 ON 垂直于镜面，保持纸板 E、F 在同一平面上。B在 A 实验基础上，让一束激
6、光沿着纸板斜射向 O 点，同 时把纸板 F 向后转动，观察反射光线，重复几次操作。C沿反射光线的反方向用激光入射到平面 镜上，观 察反射光线的位置。5所需器材：平面镜、白纸板、激光笔、直尺、水彩笔、量角器【进行实验】1、在纸板上画出入射光线 AO，反射光 线 OD 的径迹，改变入射光的入射方向两次，用不同颜色的笔画出入射光线和反射光线的径迹，如图 2-2。实验次数 入射角 i 反射角 r第一次第二次第三次2、按上述实验设计中 C 分 别进行实验，并将结果记录 入下表中，如 图 2-3 所示。入射光线 反射光线AOBOCODOEOFO【分析和论证】由于光在空气中传播我们看不见，无法观察到入射光线
7、和反射光线，我们将激光笔贴近硬纸板，根据光的反射我们可以清楚地观察到入射光线和反射光线。从实验记录中可以看出，入射光线和反射光线可以完全重合。61、分析实验 1 得出的结论是：入射光线和反射光线与法线在同一平面上，入射光线与反射光线分居在法线的两侧，反射角等于入射角。2、分析实验 2 得出的结论是：光路是可逆的。【评估与交流】1、坐在教室前排两侧的同学，常常会看不清黑板上的字，是什么原因呢？2、人为什么能看到并不发光的物体呢？三、平面镜成像的特点【提出问题】1、平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系？2、物体在平面镜中成虚像还是实像？【猜想或假设】1、像与物体的大小是相等的。
8、2、像和物体分别到平面镜的距离是相等的。3、像和物体的对应连线与平面镜垂直。4、所成的像是只能用眼睛观测的虚像。【设计实验】该实验是要探究物体与它在平面镜中所成像的大小和位置关系。而所成的像只7能在平面镜中看到，其大小和位置并不能进行直接的测量，所以要通过一个外形完全相同的蜡烛来代替镜中的像来完成该实验。所以，我们先取一块玻璃板，点燃一支蜡烛后立于玻璃板前，让蜡烛在玻璃板中成一个像，如图 3-1 所示。然后，拿另一支蜡烛竖立在玻璃板后，前后、左右移动，直到蜡烛与像完全重合，并记 下两只蜡烛的位置。 这样 ，像与物体的大小，以及物体与镜面和像与镜面之间的关系就可通过实验得到。改变玻璃板前蜡烛的位
9、置，再一次对实验结果进行验证。所需器材：玻璃板、大白纸、水彩笔、直尺、火柴、两支相同的蜡烛【进行实验】实验步骤：1、在桌面上铺一张大白纸，在 纸的中央处画一直线，在直 线上竖一块玻璃板作为平面镜。2、把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，观察它在玻璃板后面的像。3、再拿一只同样的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去跟前面那只蜡烛的像完全重合，这个位置就是前面那只蜡烛的像的位置。4、在纸上记下这两只蜡烛的位置，用直 线把每次实验中蜡烛和它的像的位置连接起来，用刻度尺测量蜡烛 和它所成的像到玻璃板的距离，并记录于表中。85、移动点燃的蜡烛的位置，按步骤 1-4 重做实验，也将测量结果与观察到的现象记录于表
10、中。物体的位置 物体到玻璃板的距离 像到玻璃板的距离 像与物大小比较ABC2、在一张白纸上用墨汁写上 A、B、C 三个字母，当墨迹未干时将纸对折，然后摊开，这样 在纸上就有 2 个 对称的图形，再将一 块玻璃板沿纸的对折线垂直于纸面竖起放置，从玻璃板前进行观 察，你会 观察到的现象是什么？由此你能得出怎样的结论？【分析和论证】1、从表中的测量数据可知，物体与像与平面 镜的位置关系是：物与像的连线垂直于镜面，且物到镜的距离等于像到镜的距离。2、在实验中，两只蜡烛的外形完全相同，从而能将未点燃的蜡 烛与点燃的蜡烛的像完全重合，这说明了： 物与像的大小是相等的。【评估与交流】1、研究平面镜成像特点中
11、，用玻璃代替平面 镜的目的是什么？2、在玻璃板的同一侧，某同学通过玻璃板看到了同一只蜡烛的两个像， 产生这种现象的原因是什么？9四、凸透镜成像的规律【提出问题】照相机、投影仪里面都有凸透镜，放大 镜本身就是凸透镜。它 们都是利用凸透镜使物体成像。但是，照相机所成的像比被照的物体小，并且是倒立的；投影仪所成的像比物体大，也是倒立的；放大镜所成的像却是放大正立的。这是为什么？凸透镜成像是否有什么规律呢？1、像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系？2、物体通过凸透镜成像，在光屏上成放大、缩小的像是以什么位置为分界的呢？3、实像和虚像是否都能用光屏接收？【猜想或假设】1、照相时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大，使用投影仪时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小。看来，像是放大 还是缩小的，可能与物体和像的相对位置有关。2、无论是照相机还是投影仪（它们都成倒立的像），物体和像都在凸透镜的两侧，而放大镜（成正立的像）成像时，物体和像是在透镜的同侧。看来，像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。
