漫谈实验能力(0)课件

1、漫谈实验能力物理是一门以实验为基础的学科,实验是对物理概念、物理规律理解所必要的一个过程。实验能力是考纲中要求的第五种能力。针对有关实验能力谈一谈我的一些认识和一些做法，不当之处请各位同仁指教。从以下几个方面谈一下有关实验能力：第一、对考纲中实验能力要求的解析。第二、近五年全国卷I中实验题统计。第三、实验教学如何培养实验能力。第四、2010年高考中实验题发展趋势。第一、 对考纲中实验能力要求的解析我们总谈能力，那首先得知道什么是能力，有关能力的定义有很多说法，但是最基本的定义是字典中对能力的定义，能胜任某项任务的主观条件或者说能顺利完成某一活动的主观条件。能力是直接影响活动效率，并使活动顺利完

2、成的个性心理特征。按本说法实验能力就是影响学生完成物理实验效率所必须的主观条件。具体实验能力09考纲中有明确的表述：能独立完成“知识内容表中”所列的实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论.能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。按考纲上能力的要求可以认为在高中阶段实验能力有以下几个方面：1、 独立完成实验的能力。要求学生对实验过程有一个完整的认识，对实验成功所具备条件有一个整体的认识。也就是说完成一个实验必须具备的条件得有,那具备什么条件呀:得知道实验目的、实验原理、实验方法、实验思想、

3、数据的记录和处理、实验现象的分析和故障处理等。近三年高考中都出现了完整的非课本上原有实验的考查，这些考查就是考查学独立完成实验的能力。（针对这些例题口头说明这实验考查的具体内容，比如说明实验中考查的实验目的是什么？原理是什么？方法是什么？思想有那些？操作过程是什么？等等）如年全国卷题：23.（10分）（注意：在试卷上作答案无效）某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。实验步骤如下： 用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量

4、滑块的质量m； 用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2； 将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t1 重复步骤数次，并求挡光时间的平均值； 利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值； 多次改变斜面的倾角，重复实验步骤，做出f-关系曲线。（1） 用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）： 斜面倾角的余弦= ； 滑块通过光电门时的速度v= ； 滑块运动时的加速度a= ； 滑块运动时所受到的摩擦阻力f= ；（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，读得d= 。年题22.（18分）.（6分）如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块

5、A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。（1）若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有 。（在答题卡上对应区域填入选项前的编号）物块的质量m1、m2；物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间；绳子的长度.（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：绳的质量要轻：在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；两个物块的质量之差要尽可能小.以上建议中确实对提高准确程度有作用的是 。（在答题卡上对应区域填入选项前的编号）（3）写出一条上面

6、没有提到的提高实验结果准确程度有益的建议： 。07年22题2小题（2）碰撞的恢复系数的定义为c=，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后两物体的速度。弹性碰撞的恢复系数c=1.非弹性碰撞的c<1,某同学借用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）物质弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2，（他们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞），且小球1的质量大于小球2的质量.实验步骤如下安装实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置. 第二步，把小球2放在斜槽前端边缘

7、处的C点，计小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置. 第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度. 在上述实验中， P点是 的平均位置.M点是 的平均位置.N点是 的平均位置.请写出本实验的原理 写出用测量表示的的恢复系数的表达式 三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关？ 2、 对实验目的、原理和方法理解和应用能力,控制实验条件能力。对实验的一些理论知识有充分的了解。为了某种目的应用什么原理、什么方法去处理问题。实验中有很多实验方法要让学生知道：比如计时方法

8、有那些、长度测量方法有那些、电阻测量方法有那些、电流和电压测量方法有那些等等如08年全国卷I22题II.（12分）一直流电压表，量程为1 V，内阻为1000。现将一阻值为50007000之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程。为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E为67 V，内阻可忽略不计），一阻值R2=2000的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线。（1）为达到上述目的，将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图。（2）连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90 V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70 V。由此可以计算出改装后电压

9、表的量程为 V，电源电动势为 V。（7V，6.3V）本实验是要让学生从实验目的上去分析和处理问题。3、 使用仪器能力。常用仪器要会使用：会用那些仪器在考纲中有明确的要求：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器械、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表、多用表、滑动电阻器、电阻箱等。对上述仪器要做到知道仪器的原理、使用方法、读数方法、问题处理方法等。09年全国I卷23题2小题：（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，读得d= 。09年全国I卷22题1小题：（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的 挡。在连接点1、2同时断

10、开的情况下，应当选用多用电表的 挡。（3）将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。 09年安微卷21题I题：21(18分)I.用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和b的位置，如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中。指针位置选择开关所处挡位读数a直流电流100mA mA 直流电压2.5VVb电阻 09年浙江卷II（1）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是_（选填“甲”或“乙”）。 4、 观察、分析实验现象能力，记录和处理实验数据能力。对数据的处理，实

11、验现象的分析是实验的必要过程。实验中可能出现一些非正常的现象，观察到这些现象应该怎样处理。实验中应记录什么数据、怎能样处理这些数据、用什么数学方法处理这些数据等等。09年23题第一问全部都数据处理问题。年22题：22.（17分） 实验题： 用示波器观察叔率为900Hz的正弦电压信号。把电压信号接入示波器r输入 负半周均超出了屏幕的范围，应调节 钮或 钮，或这两个组配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内.如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，则符 位置于 位置，然后调节 钮06年22题1小题22.（17分）（1）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：A.将屏移近双缝，干涉条纹间距

12、变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E.去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是：_。白炽灯滤光片单缝双缝遮光筒屏05年22题22（17分）（1）在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的一另一端都有绳套（如图）。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉像皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A两根细绳必须等长B橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。C在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。其中正确的是 。

13、（填入相应的字母）09年全国卷II23题23（13分）某同学利用图1所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图2所示。图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。完成下列填空：（重力加速度取9.8m/s2）（1） 设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3，纵坐标分别为y1、y2和y3。从图2中可读出|y1-y2|=_m，|y1-y3|=_m，|x1-x2|=_m（保留两位小数）。（2） 若已测知抛出

14、后小球在水平方向上做匀速运动，利用（1）中读取的数据，求出小球抛出后的水平速度为_m/s（均可用根号表示）。（3） 已测得小球抛出前下滑高度为0.50m，设E1和E2分别为开始下滑时和抛出时的机械能，则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失_%（保留两位有效数字）。5、 灵活运用实验思想、实验方法、实验仪器能力。要求学生把学过的实验思想、方法、仪器会应用到其它实验中，这些实验不一定是课本的现成实验。如下面几个题都是这样的：并讲解这些实验中包含那些实验思想，那些实验方法。 07年22题2小题（2）碰撞的恢复系数的定义为c=，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后

15、两物体的速度。弹性碰撞的恢复系数c=1.非弹性碰撞的c<1,某同学借用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）物质弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2，（他们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞），且小球1的质量大于小球2的质量.实验步骤如下安装实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置. 第二步，把小球2放在斜槽前端边缘处的C点，计小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置. 第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置

16、离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度. 在上述实验中， P点是 的平均位置.M点是 的平均位置.N点是 的平均位置.请写出本实验的原理 写出用测量表示的的恢复系数的表达式 三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关？ 利用碰撞实验的思想去求碰撞系数，长度关系表示速度关系，多次测量求平均值。其本质和验证动量守恒没有多大的差别。09年23题23.（10分）（注意：在试卷上作答案无效）某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块

17、通过光电门时挡光的时间。实验步骤如下： 用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m； 用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2； 将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t1 重复步骤数次，并求挡光时间的平均值； 利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值； 多次改变斜面的倾角，重复实验步骤，做出f-关系曲线。（2） 用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）： 斜面倾角的余弦= ； 滑块通过光电门时的速度v= ； 滑块运动时的加速度a= ； 滑块运动时所受到的摩擦阻力f= ；（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，

18、读得d= 。本题应用了原来学过的好多实验思想：瞬时速度的求法、多次测量求平均值、图像表达物理实验中物理量的关系。长度测量根据情况用不同的仪器。对实验能力要求在高中阶段要求是有限制的，这些限制体现在考纲中要求的十九个学生实验和三点说明，十九个学生实验不在一一表述；这三点说明是：1.要求会正确使用的仪器主要有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器械、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表、多用表、滑动电阻器、电阻箱等。2.要求认识误差的问题在实验中的重要性，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

19、源；不要求计算误差。3.要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量结果。间接测量的有效数字运算不作要求第二、近五年全国卷I中实验题统计下面把了近五年高考实验试题的实验分布和能力要求统计如下:1实验题出题分类情况实验名称近六年河南高考题情况实验名称近六年河南高考题情况1.长度的测量09全国卷I 23题（2）小题；11.测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)08全国卷I 22题II；2.研究匀变速直线运动09全国卷I 23题(1)小题；12.描绘小电珠的伏安特性曲线09全国卷I 22题3.探究弹力和弹簧伸长的关系13.把电流表改装成电压表4.验证力的平行四形定则05年全国卷I 22题（1

20、）小题；14.测定电源的电动势和内阻06年全国卷I 22题（2）；05全国卷I 22题（2）；5.验证动量守恒定律07年全国卷I 22题（2）小题；15.用多用电表探索黑箱内的电学元件6.研究平抛物体的运动16.练习使用示波器07年全国I卷22题（1）小题；7.验证机械能守恒定律08全国卷I 22题I小题；17.传感器的简单应用8.用单摆测定重力加速度18.测定玻璃的折射率9.用油膜法估测分子的大小19.用双缝干涉测光的波长06年全国卷I 22题（1）；10.用描迹法画出电场中平面上的等势线2特点：（1）实验题还是以力学和电学占主要成份，光学和热学出现的几率很低。（2）有关仪器的使用和读数能力

21、试题出现的几率是很高。（3）力学出题主要是以实验方法和数据处理能力为主。（4）电学出题以电路、仪器选择和图象处理数据能力为主。（5）近五年全国卷I中很少有重复实验出现。第三、实验教学中应如何培养能力针对以上对高考题的分析和我在教学中的体会本人认为在实验教学中一定要注意以下几个问题：一、 在实验操做中提升实验能力实验能力是实验操作中最易得到提高，从讲实验中很难提高的。因为学生的观察能力、操作能力、仪器使用能力等都是从实验中得来的。所以实验必需让学生进行操作如：学生对游标卡尺的读数总是出问题，解决这个问题大多数教师是进行读数的讲解，实际上解决这样的问题最好的方法是学生测数据。通过测熟悉仪器结构、读

22、数原理、读数方法、问题处理。比教师在课堂上讲效果要好多少倍。针对现有的情况学校班多、班大、仪器少的现状我们采用这些方法来让学生实现操作实验的：用少量仪器放在教室中让学利用自习和课余时间去熟悉仪器、使用仪器。没有法学生自己做的一定在课堂上演示一下，然后把仪器放在教室中让学去见一见、做一做、读一读。有的实验真的没有法演示也要让学生去看一看现场录象，或者用现代教学手段FLASH模拟实验。下面让教师看一看我们在网上找到的一些录像和模拟实验效果也不错的。总之实验只有在操作中才能真正提高各种能力。没有操作谈不上实验，一句话只要有条件一定让学生看一看、用一用、作一作。下面举几个例子来说明以下。象今年浙江高考

23、题22题第二题的第一小题给出了游标卡尺的使用中的两个图，来让学生判断是否正确。没有见过游标卡的人很难做对的。老师也预测不到会这样出题。再比如连线路，没有接过线路去连线路和接过线路的学生去连线路感受是不一样，有时候都能做对但认识深度和熟练的程度是不一样的。二、学习实验理论提高实验能力实验理论有以下几个方面 1、仪器使用中的理论；2、实验原理中的理论；3、实验过程中的理论；4、实验数据处理中的理论；5、实验误差中的理论下面我从一个具体实验中怎样通过讲解理论来培养学生的实验能力：11.测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)本实验要让学生明白以下理论知识：电阻率的定义；电压的测量、电流的测量、长度

24、的测量理论知识；所用这些仪器的结构原理（电压表、电流表、直尺、螺旋测微器）；电阻测量的误差分析；分压和限流接法的理论知识。（这些地方应该怎样让学去理解这些理论和那些理论加以说明）由上面理论知识的基础和实验目的我们看一看能分析得到那些内容能知道实验中必测的物理量，能知道实验中所用仪器，能知道电路的接法，能知道实验的过程，能识道实验中所要记录的数据，能知道实验中线路应该的接法，能知道处理数据的方法，分析出实验中应主意的问题。有了这些理论知识学生带着这些理论去进行实验操作，对实验现象和出现的问题就很容易分析和处理。 本实验所包含的实验思想和方法：平均法减少偶然误差，伏安法测电阻，图象法处理数据。三、

25、实验教学中要注重培养实验思想和实验方法近几年高考题往往不是出的原实验而用学过实验思想去做学生没有见过的实验。如：全国卷I也就是我们用的这个试卷中的23题。23.（10分）某同学为了探究物体在斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。实验步骤如下：（4） 用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；（5） 用直尺测量A、B之间距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2；（6） 将滑块从A点静止释放，由光电计数器读出滑块的挡光时间t；（7

26、） 重复步骤数次，并求挡光时间的平均值t；（8） 利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cos；（9） 多次改变斜面的倾角，重复实验步骤，做出fcos关系曲线。（1）用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）：斜面倾角的余弦cos=_；滑块通过光电门时的速度v=_；滑块运动时的加速度a=_；滑块运动时所受到的摩擦阻力f=_。指明本实验中有那些实验思想，实验方法，那些仪器的使用。和课本中那个实验有本质的联系等一等。这些实验思想方法都出现在那个实验中。安微卷实验题出一道这样的题：III探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度产关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：（1） 设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、;（2） 分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、;（3） 作出Wv草图；（4） 分析Wv图象。如果Wv图象是一条直线，表明Wv；如果不是直线，可考虑是否存在Wv2、Wv3、W等关系。以下关于该实验的说法中有一