物理人教版八年级下册物理实验方法与力学实验有效结合

课 题2016-2017八下期末复习专题-实验方法与力学实验有效的结合授课类型 讲授、讨论、归纳、对比 授课时间2017.6.16教学目标1让学生了解物理实验方法有哪些；2能通过典型实验，理解控制量法、转换法、科学推理法、理想模型等方法，并根据需要选择合适的方法解决实际问题。教学重点教学重点：控制变量法和转换法 教学难点教学难点：如何运用各实验方法教学过程一、概述 概述：探究物理实验的科学方法有许多种, 常用的有：观察法、控制变量法、转换法、积累法、等效替代法、归纳法、比较法、科学推理法、对比法、图像法、放大法、理想模型法。 一）控制变量法1.定义：控制变量法是指一个物理量与多个物理量有关, 把多因素的问题变成多个单因素的问题, 分别加以研究, 最后再综合解决。例如： （1）滑动摩擦力的大小与哪些因素有关； （2）压力的作用效果与哪些因素有关； （3）液体压强的大小与哪些因素有关（4）浮力大小与哪些因素有关； （5）动能和重力势能大小与哪些因素有关（6）滑轮组的机械效率与哪些因素有关.2.典型实验例题例1.图17是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置，水平桌面上的两个木块的材料和质量都相同，木块1表面较光滑，木块2的表面粗糙；弹簧测力计被竖直吊起，绳子经过定滑轮后分别连接挂钩和木块1，并将木块1放在水平放置的长木板上。请回答下列问题：（1）实验前，先将弹簧测力计的指针_，然后水平向左拉动长木板，绳子绷紧木块1保持静止不动，记录弹簧测力计的示数F1；（2）将木块1取下，用绳子连接好木块2，然后水平向左拉动长木板，记录弹簧测力计的示数F2，其中F2_F1（选填“”、“=”或“”）；（3）本实验是根据_原理，得到木块所受到的摩擦力大小；本实验装置的优势在于： _。 （4）本实验可以得出：滑动摩擦力大小与 _ _ 有关。教师带着学生的分析： 自变量：接触面粗糙程度 因变量：滑动摩擦力 控制变量：压力大小 例2小明用图2甲所示的微小压强计探究液体内部的压强与哪些因素有关。探头自然放置时，U形管中两侧液面等高。在此实验中：（1）通过比较 来 比较液体压强的大小。（2）将探头放入装有水的容器中，分别进行图20乙所示的三次实验，可以得出结论：在水中同一深度， 。 （3）利用此实验装置还和可以验证液体压强与 有关。 （4）在实验过程中，小明发现，U型管两侧液面始终没有高度差，请你帮他找找原因？例3在探究“影响浮力大小的因素”时，同学们做 了如图3所示的一系列实验。请你根据图中给出的信息，回答下列问题：（1）物体A浸没在水中所受浮力为_N；（2）根据图乙和图_可知，浮力的大小与排开液体体积有关。（3）根据图丙和图丁可知，浮力的大小与液体_有关。例4.在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图4所示三个实验，将小球沿着同一斜面由静止释放，并与同一水平面上的同一木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止。请回答下列问题：（1）实验中所探究的“物体的动能”是指_ （选填“小球”或“木块”）在 （选填“A”、“B”或“C”）位置的动能；（2）由实验 和实验 （选填“甲”、 “乙”或“丙”）可知：物体的动能大小与物体的速度大小有关。 例5.实验桌上有材料相同质量不同的甲、乙两个正方体，两个完全相同的木桩A、B，一装满沙子的沙槽（如图5所示）。请选用上述实验器材证明：“物体的重力势能与物体的质量有关” 。（1）写出实验步骤；（2）画出实验数据记录表格。（1）实验步骤； 将满沙子的沙槽放在水平桌面上，用刻度尺测出A、B的长度L，将木桩A、B扎入沙子中，使其露出沙子的高度相同，并用刻度尺测出A、B露出沙子面的高度h； 取物体甲在A的正上方H1的高度，使甲自由落下撞击A, 用刻度尺测出A露出沙子面的高度h甲，并记录h甲；取物体乙在B的正上方H1的高度，使甲自由落下撞击B, 用刻度尺测出B露出沙子面的高度h乙，并记录h乙；根据h-h甲，h-h乙计算木桩扎入沙子的深度变化量，并记录。（2）实验数据记录表格 质 量/Kg 露出沙子面的高度/m深度变化量/m例6、实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计。请选用上述实验器材证明：动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关。 实验步骤：1）用已调零的弹簧测力计测出动滑轮的重力分别为G1、G2，如图先用重力为G1的动滑轮组装实验器材，用弹簧测力计拉住细绳端，竖直向上匀速缓慢拉动，使质量为m的钩码匀速上移一段距离，读出弹簧测力计的示数为F1，用刻度尺 测出绳端移动距离s和钩码移动距离h，记录G1、F1、m、s、h在实验记录表格中。2）换用另一个重力为G2的动滑轮组装实验器材，钩码质量m不变，仿照步骤再做一次，记录G1、F1、m、s、h在实验记录表格中。3）利用公式 分别计算两次滑轮组的机械效率. G动/N m/kg F/N s/m h/m W总/J W有/J 二）转换法1.定义：一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象，要研究它们的运动等规律，使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。这种方法在科学上叫做“转换法”。例 如： 1）测不规则固体的体积我们转换成测排开水的体积（V排=V浸）；2）在测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小（二力平衡）；3）大气压强的测量（无法直接测出大气压的值，转换成求被大气压压起的水银柱的压强）；4）测液体压强（我们将液体的压强转换成我们能看到的微小压强计U型管液柱高度差的变化）； 5）利用密度计测量液体时，通过密度计漂浮时露出的体积的多少来判断液体密度的大小； 6）小球在平面上滑动的越远则动能越大，就是将动能的大小转换成了小球运动的远近。 2.典型实验例7物理学中研究的物理量不能直接测量时，常常把它们转换成其他可测量的物理量，从而进行研究比较，称之为转换法。图7所示的四个实验中利用转换法的是（ ） 例8.实验中，通过比较小车推动木块距离的远近，来判断小车动能的大小，这种常用的实验方法是_（选填“控制变量法”或“转换法”）。木块在水平面运动的距离越远，表示_ 的动能越大，对外做功的本领越 _ 。 例9.在实验课上，小芳做了如图14所示的三个实验。由实验可知：（1）她要探究的问题是：_；（2）实验结论是：_ ； （3）实验中所用到的科学方法有：_和_。 （4）图中通过 _来表示压力的作用效果？ 例10为了比较两种液体密度的大小，小希同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥，将它分别置于甲、乙两杯液体中，观察到静止时的情形如图9所示。甲、乙相比，可知_杯中的液体密度比较大。此种判断方法的依据是：当铅笔受到的浮力不变时，_跟液体的密度成_ 比。三）等效替代法1.定义：等效替代法是指抓住两个看似不同的物理过程, 寻求其共同效果。例如： 1）用合力替代物体所受几个力时, 合力与原来几个力的作用效果相同； 2） 在平面镜成像的实验中,由于我们无法真正的测出物与像的大小, 所以利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代像的大小, 从而验证物与像的大小相同。3）在“曹冲称象”中，利用浮力知识漂浮条件（F浮=G物）和阿基米德原理（F浮=G排液），利用石块的质量的等效替代为大象的质量。 2.典型实验例11.图是验证阿基米德原理的实验步骤示意图，依次读出甲、乙、丙、丁图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4由四个图中 两个图的弹簧测力计的示数可以求出石块受到的浮力；石块排开液体受到的重力等于 依据测量物理量，如果满足关系式 ， 则可验证阿基米德原理（后两空用测力计示数表示）12根据实验回答问题：（1）在探究“二力平衡条件”的实验中，保持F1与F2大小相等、方向相反，用手将小车扭转到如图15所示的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡。这样操作的目的是为了说明二力平衡时，两个力应满足_ 的条件。 （2）在探究“同一直线上二力合成”的实验中，每组实验的三次操作，都要将弹簧右端点从位置A拉伸到位置B，如图10所示。这样做的目的是为了保证 _ 表达式为_。四）科学推理法1.定义：当你在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理，或说是在做出推论。例如： 1）在进行牛顿第一定律的实验时，当我们把物体在越光滑的平面运动的就越远的知识结合起来我们就推理出，如果平面绝对光滑物体将永远做匀速直线运动。2）在做真空不能传声的实验时，当我们发现空气越少，传出的声音就越小时，我们就推理出，真空是不能传声的。13如图10所示是小阳在“探究阻力对物体运动的影响”实验，他使同一辆小车从相同斜面的同一高度由静止滑下，分别在不同材料的水平表面上运动。（1）实验时将小车从相同斜面的同一高度由静止滑下，是为了使小车到达水平面时具有相同的 。（2）通过实验可以说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越 ，速度改变的越 。（3）通过实验和科学推理可得：运动的物体当不受外力作用时，它将保持状态 。 （4）由此可推出牛顿第一定律 五）理想模型法1.定义：建立模型法是一种高度抽象的理想客体和形态用物理模型，用物理模型可以使抽象的假说理论加以形象化，便于想象和思考研究问题。物理学的发展过程可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。 例如：1）力的示意图实际物体和作用力的模型； 2）求液体对竖直容器底部的压强时，选“液柱”将研究对象简化； 3）在简单机械的学习中，建立“轻质杠杆”的理想模型。 4）在研究物体运动时，建立“匀速直线”的理想模型，其实生活中很少有一个物体是匀速直线。14研究物理问题的方法多种