物理实验的简单设计市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx
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1、物理试验简单设计物理试验简单设计 福州市仓山区教师进修学校福州市仓山区教师进修学校 李先进李先进第1页 物理试验物理试验物理试验是科学试验一个。物理试验是科学试验一个。所所谓谓科科学学试试验验,就就是是人人们们依依据据研研究究目目标标,利利用用科科学学仪仪器器设设备备人人为为地地控控制制或或模模拟拟自自然然现现象象,排排除除干干扰扰、突突出出主主要要原原因因,在在最有利条件下去研究自然规律一个活动。最有利条件下去研究自然规律一个活动。在在物物理理学学产产生生和和发发展展进进程程中中,物物理理试试验验自自始始至至终终占占有有极极其其主主要要地地位位。能能够够说说它它是是发发觉觉物物理理奥奥秘秘、
2、总总结结规规律律钥钥匙匙。我我们们提提出出假假设设与与猜猜测测是是否否正正确确,普普通通都都要要经经过试验来验证。过试验来验证。第2页历史上许多试验设计非常巧妙,不但目标明确,思索周密,而且抓住关键,出奇制胜。比如,17世纪伽利略设计研究惯性定律,自由落体试验;历史上连续了近3测定光速试验;19卢瑟福研究原子内部结构粒子散射试验等,就是巧妙设计典范。因为我们知识所限,对这些试验还难于了解,不过我们能够对教材中一些试验认真加以分析,就会得到很多启发。第3页试验设计试验设计 1.1.确定试验目标确定试验目标 2.2.确定试验中变量确定试验中变量 3.3.试验变量控制试验变量控制 4.4.试验组成部
3、分(试验对象,试验源,试验效果显示器)试验组成部分(试验对象,试验源,试验效果显示器)5.5.试验效果显示方法试验效果显示方法(转换法,对比法,放大法转换法,对比法,放大法)6.6.选择试验仪器选择试验仪器 7.7.确定试验步骤确定试验步骤 8.8.设计试验数据统计表设计试验数据统计表 9.9.实施试验实施试验10.10.试验数据处理试验数据处理11.11.总结规律总结规律 第4页 物理试验设计三步曲物理试验设计三步曲确定变量确定变量(普通都是多个变量普通都是多个变量:如引发如引发I I改变改变V,R,;V,R,;一个因变一个因变量量I,I,二个自变量二个自变量R,V;R,V;)怎样控制变量怎
4、样控制变量(这么只研究两个变量这么只研究两个变量:一个因变量一个因变量I,I,一个一个自变量自变量R R或或V;V;)设计试验设计试验:试验对象试验对象:因变量因变量(电阻电阻R R上电流上电流I)I)试验源试验源:自变量自变量(引发电流改变电源引发电流改变电源V)V)试验效果显示器试验效果显示器:电流表电流表 第5页1.确定实验目假设假设(在试验基础上提出在试验基础上提出):):研究电路中电流研究电路中电流I I与电压与电压U U电阻电阻R R关系关系第6页2.确定试验变量变量:因变量:I自变量:U R第7页3.试验变量控制控制变量试验法:在决定事物或者过程规律多个原因在决定事物或者过程规律
5、多个原因(变量变量)中,中,先固定一些变量原因不变,只改变其中一个变先固定一些变量原因不变,只改变其中一个变量原因,进行观察试验,如此屡次重复然后再量原因,进行观察试验,如此屡次重复然后再利用归纳法或者逻辑推理等方法,综合出多个利用归纳法或者逻辑推理等方法,综合出多个变量原因之间关系,从而得出物理规律。变量原因之间关系,从而得出物理规律。1.1.固定固定R:R:改变改变U:U:研究研究I I与与U U关系关系2.2.固定固定U:U:改变改变R:R:研究研究I I与与R R关系关系第8页4.试验组成部分试验对象试验对象:电阻电阻试验源试验源:电源电源(电池电池)试验效果显示器试验效果显示器:电压
6、表电压表,电流表电流表第9页物理试验基本组成部分物理试验基本组成部分分析依据:分析依据:统编初中物理教材,统编初中物理教材,个试验,其中演示试验个试验,其中演示试验个,学生个,学生分组试验分组试验个,小试验个,小试验个,习题个,习题中设计试验中设计试验个。这些试验都渗透着个。这些试验都渗透着物理学工作者十分丰富而新奇方法论思物理学工作者十分丰富而新奇方法论思想。想。第10页比如,为了研究物体发声原因,经过观察,提出物体发比如,为了研究物体发声原因,经过观察,提出物体发声原因是物体振动引发,这一假设是否正确呢,我们能声原因是物体振动引发,这一假设是否正确呢,我们能够设计试验来验证。如图够设计试验
7、来验证。如图1 1,拿一个音叉,用小锤敲击,拿一个音叉,用小锤敲击它,音叉发出了声音,不过难于观察到音叉在振动,此它,音叉发出了声音,不过难于观察到音叉在振动,此时我们能够采取许多方法,比如,用手轻轻地接触音叉,时我们能够采取许多方法,比如,用手轻轻地接触音叉,感受音叉在振动。为了使更多人观察到它振动,教材中感受音叉在振动。为了使更多人观察到它振动,教材中设计用细线拴一个小乒乓球,轻轻地接触音叉,经过观设计用细线拴一个小乒乓球,轻轻地接触音叉,经过观察乒乓球被弹出,从而说明音叉在振动,试验尽管是很察乒乓球被弹出,从而说明音叉在振动,试验尽管是很简单,不过其设计思想确实非常巧妙。这个试验还能够简
8、单,不过其设计思想确实非常巧妙。这个试验还能够用来研究声音响度与振幅等原因关系。用来研究声音响度与振幅等原因关系。第11页又如,我们要验证凸透镜对光线会聚作又如,我们要验证凸透镜对光线会聚作用(或者是研究凸透镜成像规律),拿用(或者是研究凸透镜成像规律),拿一个凸透镜,找一个光源(能够是太阳,一个凸透镜,找一个光源(能够是太阳,蜡烛,手电筒等),汇聚光线或所成像蜡烛,手电筒等),汇聚光线或所成像展现在光屏上,方便于观察,如图展现在光屏上,方便于观察,如图2 2。第12页再再如如,我我们们验验证证物物体体在在水水中中受受到到浮浮力力,能能够够在在弹弹簧簧秤秤下下栓栓一一个个铁铁块块,放放入入水水
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