① 高考物理實驗方法,七種主要方法
物理實驗用「學過的實驗方法」、「用過的儀器」進行新的實驗,以考查其基本實驗能力和理解、推理、遷移的能力。我整理了物理學習相關內容,希望能幫助到您。
高中物理實驗七種主要方法
1、控制變數法
在實驗中或實際問題中,常有多個因素在變化,造成規律不易表現出來,這時可以先控制一些物理量不變,依次研究某一個因素的影響和利用。
如氣體的性質,壓強、體積和溫度通常是同時變化的,我們可以分別控制一個狀態參量不變,尋找另外兩個參量的關系,最後再進行統一。歐姆定律、牛頓第二定律等都是用這種方法研究的。
2、等效替代法
某些物理量不直觀或不易測量,可以用較直觀、較易測量而且又有等效效果的量代替,從而簡化問題。
如在驗證動量守恆實驗中,發生碰撞的兩個小球的速度不易直接測量,可用水平位移代替水平速度研究;在描繪電場中的等勢線時,用電流場來模擬電場等都用了等效思想。
3、累積法
把某些難以用常規儀器直接准確測量的物理量用累積的方法,將小量變大量,不僅可以便於測量,而且還可以提高測量的准確程度,減小誤差。
如測量均勻細金屬絲直徑時,可以採用密繞多匝的方法;測量單擺的周期時,可測30-50個全振動的時間;分析打點計時器打出的紙帶時,可隔幾個點找出計數點分析等。
4、留跡法
有些物理過程是瞬息即逝的,我們需要將其記錄下來研究,如同攝像機一樣拍攝下來分析。
如用沙擺描繪單擺的振動曲線;用打點計時器記錄物體位置;用頻閃照相機拍攝平拋的小球位置;用示波器觀察交流信號的波形等。
5、外推法
有些物理量可以局部觀察或測量,作為它的極端情況,不易直觀觀測,如果把這局部觀察測量得到的規律外推到極端,可以達到目的。
例如在測電源電動勢和內電阻的實驗中,無法直接測量I=0(斷路)時的路端電壓(電動勢)和短路(U=0)時的電流強度,通過一系列U、I對應值點畫出直線並向兩方延伸,交U軸點為電動勢,交I軸點為短路電流。
6、近似法
在復雜的物理現象和物體運動中,影響物理量的因素較多,有時為了突出主要矛盾,可以有意識的設計實驗條件、忽略次要因素的影響,用近似量當成真實量進行測量。
7、放大法
對於物理實驗中微小量或小變化的觀察,可採用放大的方法。例如游標卡尺、放大鏡、顯微鏡等儀器都是按放大原理製成的。
高考物理實驗題提分技巧
提分技巧一 明確一個實驗的三大知識主幹
在新課程高考形式下,不能認為一個實驗只不過是讀數或實驗原理的理解或實驗的操作,更不能認為就是數據的處理與結果分析,而應該認識到一個實驗是基本儀器的使用、實驗的設計、實驗數據的處理與實驗結構的分析三個有機體的合成.這三大部分便構成了一個實驗的三大知識主幹.主幹知識向來是高考大舞台中的重要角色,一直受到命題專家的青睞.對於一個實驗的三大知識主幹要有明確的認識:
1.基本儀器的使用
基本儀器的使用是實驗考查的基礎內容,無論是實驗的設計還是實驗結果的分析,往往都涉及基本儀器的使用,所以一些基本儀器的原理、使用方法、注意事項和讀數等,在近幾年的高考中不斷出現,長度和各電學參量的測量及相關儀器的使用是考查的熱點,在復習時一定要注意.高考中出題頻率較高的基本實驗儀器有刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、打點計時器、秒錶、電壓表、電流表、多用電表以及感測器等.
2.實驗的設計
近幾年來,高考物理實驗的考查已經由原來單一的、基本的形式向綜合的、高層的方向發展,表現之一是加強了對同學們動手能力的考查.試題往往從實驗原理、器材的選擇和使用、實驗步驟和現象的觀察等方面進行全面的考查,表現在設計型實驗題頻頻出現,設計型實驗題一般是以規定的實驗原理、方法和器材為基礎編制出來的.這些實驗可以有效地培養同學們的觀察能力和激發同學們的學習興趣.
3.實驗數據的處理與實驗結構的分析
對考生能力的考查是歷年高考的一個主題,對實驗數據的處理、實驗結果的分析能力的要求越來越高.試題往往要求同學們通過研究題給電路、圖表和數據,運用物理知識和數據推出正確結果,並能就實驗裝置、操作以及數據處理等方面分析產生誤差的原因,這就要求同學們在平時學習中慢慢培養這方面的能力.
提分技巧二 把握好處理實驗數據的兩把利劍
1.列表法:把被測物理量分類列表表示出來.表中對各物理量的排列習慣上是先記錄原始數據,後計算結果.列表法可大體反映某些因素對結果的影響,常用作其他數據處理方法的一種輔助手段.
2.圖像法:把實驗測得的量按自變數和因變數的函數關系用圖像直觀地顯示出來.根據實驗數據在坐標紙上畫出圖像.若是反比關系一般改畫成正比圖線,同時注意圖像斜率、圖像在坐標軸上截距的物理意義.值得提醒的是,創新實驗的落腳點幾乎都是圖像,故備考時一定要將圖像法處理數據作為重中之重
.提分技巧三 要善於提取一個實驗的精髓
俗話說「擒賊先擒王,打蛇打七寸」.同樣對於一個實驗,復習時必須抓住其精髓部分,然後以該實驗的精髓部分為核心進行拓展,這樣才能真正起到事半功倍的效果.很多同學學習實驗一直很努力,也在不斷地做練習題,可是同一個實驗,換一種考查方式就不會了,更不要說觸類旁通了.縱觀近幾年的高考創新實驗發現:實驗題一年比一年「新」,年年都在「變」,但是這種「變」只不過是實驗命題的形式在變,所謂的「新」,只不過是實驗的環境新了,知識點是不會新的,更不會變的,所以復習一個實驗我們要抓住其精髓部分.
提分技巧四 如何與命題專家想到一塊兒
高考物理實驗是「年年有花開,年年花不同」,這說明每年的高考結束後命題專家都在思考一個問題,那就是「下一次命題該如何出題呢?」因此我們在備考的同時也應該跟著命題人一塊兒想,那麼如何做才能使我們與命題專家想到一塊兒呢?對於這一點,我們可以按以下方案去做,那就是:
1.穩端「碗里」的——弄透教材中的基礎實驗
其含義是:熟悉教材中的每一個實驗的基本原理、實驗的基本器材、實驗的過程,也就是說要熟悉每一個實驗的「源」與「理」.
近年來高考實驗題已由側重於考查實驗儀器的使用、基本操作等最基礎的實驗能力,向著側重於考查對實驗原理的理解、實驗方法的靈活運用等更高層次的能力轉變,要求考生運用學過的實驗原理和方法,選擇合適的儀器,設計出合理的方案去解決新的實驗問題.縱觀近幾年的高考實驗題,幾乎都是教材中內容的改編、重組,教材實驗的延伸,或者是教材實驗的重新設計,通過這樣做來鑒別考生獨立解決新問題的能力和知識的遷移能力,也體現了新課程改革對學生實踐能力和創新精神的要求.可見教材中的實驗永遠是高考創新實驗的命題根源,如果將高考創新實驗比作「天空中的風箏」,那麼教材中的基本實驗就是「風箏的線」.這就要求我們在高考實驗備考中要緊扣教材中的實驗,弄清楚教材中每一個實驗的基本原理、實驗步驟、實驗的操作過程、實驗數據的處理,不要將理解實驗變成「背」實驗,更不要對原理的理解和方法的掌握只是「紙上談兵」,否則高考實驗稍作一些變形,我們就會感到無從下手.只有將課本上的實驗復習好了,才能舉一反三,觸類旁通.
2.盯住「盤里」 的——分析透近幾年的高考實驗記錄
其含義是:在復習完一個實驗的時候,我們應該查閱該實驗在近幾年高考中命題的情況,根據命題中「穩中求變」的特點,命題人在下一次對該實驗進行考查時是不可能有很大變動的.很多考生在實驗復習中花了不少時間,但是在復習的過程中卻很少去做一件很重要的事情,那就是查閱《考試大綱》中的實驗在歷年高考中曾經考查過的方式.在查閱的時候我們要做好以下規律的總結:
(1)歸納出近幾年實驗試題的命題規律①題型特點
規律一:「一小題」.該小題命題立足教材,側重考查完成實驗的能力.涉及基本儀器的使用(含讀數)、實驗原理和測量方法的理解、實驗條件的控制、實驗步驟的編排、實驗數據的處理、實驗誤差的分析.
規律二:「一大題」.該大題命題立足遷移,側重考查設計簡單實驗方案的能力.突出實驗原理的遷移、測量方法的遷移、數據處理方法的遷移(圖像法和平均值法)等.
規律三:「大題新」. 「新」可以更加有效地考查考生分析問題的能力,區分度也很明顯.其實這類題依然是以實驗基礎為依據,只不過在新的背景、新的命題方式下進行考查,說到底物理實驗的考查是對思維的一種檢驗,因此在復習時要努力培養分析問題、解決問題的思維習慣,這樣做才能應對層出不窮的「新」題.
②難點設置
實驗的難點設置主要有:a.器材的選取和電路的選擇;b.實驗原理、方法的理解和實驗方案的設計;c.實驗數據的分析和處理.
(2)查看某一實驗的歷年高考記錄
在查看近幾年的高考實驗時還要注意總結同一實驗在近幾年的命題規律,找出同一實驗在不同時間命題的共同規律、不同規律,然後作出一些新的動態分析.如對於紙帶問題,通過近幾年的高考命題我們發現關於紙帶問題中的「黃金命題熱點」有:①紙帶上某點瞬時速度的計算;②計數點之間的時間間隔的計算;③加速度的計算;④紙帶上兩計數點之間距離的測量.其中涉及的方法主要有「逐差法」和利用v-t圖像求加速度法.
以上規律的總結,能使我們對實驗的復習做到有的放矢,確定自己的復習方向,找出自己的不足之處,以便取得最佳的復習效果.
3.想到「鍋里」 的——猜想命題專家下一次可能的考查方式
其含義是:新課程高考的命題要求是要具有一定的創新度,當然實驗的命題也不例外,也就是說命題專家會不斷地思考對於某一個實驗在下一屆的高考中該如何去命題,因此作為一個高考備考的考生,最重要的一步是當你看到某一個實驗的時候,要想想本實驗還可以用什麼方法來處理?下一次可能會怎樣出題?一個優秀的考生不在於他做了多少題,而在於他悟出了多少題以及對於一個實驗可以採用多少種實驗方法和實驗數據的處理方法!那麼我們該如何去悟才能與命題專家想到一起呢?通過對近幾年高考的分析來看,可以從以下兩個角度著手:
(1)當見到一個實驗圖像或處理方法後,要試著想想還有哪些可用於處理本實驗的圖像或方法.
(2)要從多個角度去思考實驗方案、物理量的測量.
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③ 物理實驗都有什麼步驟
物理實驗學習的步驟和方法
中學物理實驗是培養學生科學的觀察、實驗能力、科學的思維、分析和解決問題能力的主要課程之一。正像李政道先生所說的那樣:「教物理重要的是讓學生懂道理&8943;&8943;」根據中學物理教學目的和教學大綱的基本要求,在中學物理實驗的教學過程中應使學生在科學實驗的基本方法上有一個實在的感受,從而培養他們的探索精神和創造性,並受到科學方法的教育。
1.實驗設計
為使實驗達到預期的目的,必須明白為什麼要做這個實驗,做這個實驗是要解決現實技術問題、知識問題,還是要探索一下教材中將要出現的物理現象等等。解決實際問題時,要明白是什麼樣的問題;探索書中的知識問題時,應當明白是哪一個問題及什麼現象。目的明確,是實驗成功的前提。設計實驗的基本方法歸納為下面幾種:(1)平衡法。用於設計測量儀器。用已知量去檢驗測量另一些物理量。例如天平、彈簧秤、溫度計、比重計等。
(2)轉換法。藉助於力、熱、光電現象的相互轉換實行間接測量。例如打點計時器的設計,電磁儀表、光電管的設計等。(3)放大法。利用疊加、反射等原理將微小量放大為可測量。例如游標尺、螺旋測微器、庫侖扭秤、油膜
法測分子直徑等。
2.探索性實驗選題
學生探索性實驗,並不是去揭示尚未認識的物理規律,而是在經歷該實驗的全過程之後,對探索性實驗有一個實在的感受,掌握探索未知物理規律的基本方法。
探索性實驗的選題應與學生的知識水平和學習任務相適應。在選題方面
應注意到以下幾點:
(1)根據中學生學到的數學知識和在實驗時間上的限制,實驗結果的經驗公式以一次線性為宜,如:
①線性關系:y=a+bx
②反比關系:y=a+b/x
③冪關系: y=axb
改直:logy=loga+blogx
*④指數關系:y=aexp(bx)
改直:lny=lna+bx
以上各式中x 為自變數,y 為因變數,同時又是被測量,a、b 為常數。
(2)兩個被測量之間的變化特徵具有較強的可觀察性。
(3)經驗公式的理論分析不宜過於復雜。
*exp(bx)=ebx,其中e=2.71828&8943;是一個無理數。
3.物理實驗的操作方法
操作能力,主要是指基本儀器的使用和數據的讀出,儀器、設備的組裝或連接,故障的排除等三個方面。
(1)基本儀器的作用。中學物理實驗涉及的基本測量儀器有:米尺、卡尺、螺旋測微器、天平、彈簧秤、溫度計、氣壓計、安培計、伏特計、變阻箱、萬用表、示波器等。
使用基本測量儀器的規范要求是:
①了解測量儀器的使用方法,明確測量范圍所允許的極限和精密程度;②對某些儀器和電表等,在使用前,必須調節零點,或記下零點誤差;
③牢記使用規則和操作程序;
④正確讀取數據。
例如,彈簧秤的正確使用要求是:明確彈簧秤的測量范圍;測量前,記下零點誤差;使用彈簧秤時,施力的方向應與彈簧秤的軸線在同一直線上,不能使彈簧秤受力過久,以免引起彈性疲勞,損壞儀器;正確地觀察示數,
記取數據時,不僅要記錄最小刻度能指示出來的數,還應讀出一位估計數字,數據後面要寫明單位。
又如,安培計的正確使用要求是:明確量程;使用前,調節零點;正確連接應與待測電路串聯,並注意正、負極性;正確讀取數據,註明單位。
(2)儀器、設備的組裝或連接。要進行一個物理實驗,總是需要把各個
儀器、部件、設備組裝起來,並要求裝配和連接必須正確無誤。具體要求是:布局要合理,要便於觀察和操作;連接要正確簡單;實驗前要檢查,必要時進行預備性調節。
例如,電路實驗,操作要求是:
①按照實驗原理電路圖,安排好儀器、元件的布局,要便於連線,便於檢查,便於操作,便於讀取數據。
②正確地連接電路。
安培表、伏特表是否分別與待測電路串聯、並聯,正、負極是否正確;滑動變阻器的接線是否合理;連接線路是否符合先支路,再並列,後幹路,最後接電源的程序;電鍵是否能控制電路;接線是否簡捷、牢固。
③實驗前應先檢查電路,發現問題及時糾正,並進行預備性調節。
④嚴格按操作程序操作。例如改變電阻箱的阻值,是否由小到大,或由大到小,最後,正確讀取數據。
(3)故障的排除。實驗中的故障排除,不單是一種操作能力,它涉及對實驗原理的掌握程度,分析問題處理問題的方法,對各部件工作情況的了解等,是一種綜合運用能力。實驗發生故障時,應根據各部件工作狀態及各部件聯接處的分析,可能產生故障的幾種因素,逐個檢查,以致最後排除故障。
總之,培養實驗操作能力,是學習物理的必要基礎,它有利於對知識的理解,有利於自己創造條件探索問題,有利於學生智力的發展。
在物理學習中,培養操作能力,應有計劃地、分階段地進行:
第一,操作的認知階段。要求對操作技能有初步的認識,在頭腦中形成操作的映象,要求按規定的程序,做一些目的單純的定向訓練;
第二,操作的協調階段。要求反復練習操作,提高操作的准確性、協調性。
4.物理實驗中的觀察內容
觀察是對事物和現象的仔細察看、了解。它是思維的知覺,智力活動的門戶和源泉。中學物理實驗中的觀察是一種有目的、有計劃而巨比較持久的思維知覺,一般需要重點地觀察實驗的基本儀器、實驗的設備和裝置,觀察
實驗中的各種物理現象和數據、圖像、圖表以及教師的規范化操作等等。
(1)觀察儀器的刻度。儀器刻度的觀察,主要是弄清刻度值的單位及其最小分度值,由此可確定測量值應估讀到哪一位。例如安培表,當使用0~0.6 安擋時,每小格是0.02 安,指針示數是0.440 安,其中最後一位零是估讀數字;當使用0~3 安擋時,每小格是0.1 安,圖中指針示數是2.20 安,其中最後一位零是估讀數字。
(2)觀察儀器的構造。主要是通過觀察,了解儀器的結構原理,每個部件的作用、測量范圍等等。
例如,液體溫度計是利用液體熱脹冷縮的原理製成的,它們的底部都有一個玻璃泡,上部是一根頂端封閉、內徑細而均勻的玻璃管,在管和泡里有適量的某種液體,管上標有刻度,在溫度改變時,液體熱脹冷縮,管內液面
位置就隨著改變,從液體達到的刻度就可讀出溫度值。溫度計由於用途不一,
測量范圍也各不相同。例如體溫計的測量范圍是35~42℃,一般實驗室的水
銀溫度計其測量范圍是-20~100℃。
(3)觀察儀器的銘牌。通過對儀器銘牌的觀察可了解儀器的名稱、規格、
使用方法和使用條件等等。
例如,有的變阻器的銘牌上標有「滑動變阻器,1.5A50Ω」,其中1.5A
和50Ω的意思是變阻器允許通入的最大電流是1.5 安,最大阻值是50 歐姆。
(4)觀察圖像、圖表、示意圖、實物圖。對圖像的觀察,主要是觀察它
反映的是什麼物理現象,物理量變化過程怎樣,物理量的變化遵循什麼規律。
對圖表的觀察,主要通過觀察了解圖表的意義、用途、應用條件以及所
列物理量的單位。
例如,液體的沸點表反映了不同液體沸騰時的溫度,用它可以查找液體
的沸點,單位是℃,因液體的沸點跟壓強等條件有關系,表中所列的通常是
在1 標准大氣壓下的沸點值。
對示意圖、電路圖、實物圖等的觀察,主要觀察它們分別反映的是什麼
物理模型、有何種用途、儀器和電路的結構是怎樣布局的,各個部件(或元
件)如何連接,各部分有什麼關系等等。
(5)觀察實驗裝置的安裝。通過對實驗裝置安裝的觀察,可了解該裝置
的用途,使用了哪些儀器和元件以及儀器配置的順序和方法等等。
(6)觀察實驗的操作過程。通過對實驗操作過程的觀察,可了解操作前
需做哪些准備工作,操作實驗的順序和過程怎樣。
(7)觀察實驗的現象。對實驗現象的觀察,主要是觀察現象產生的條件
和過程。
例如,兩根相距很近的平行導線,當通入相同方向電流時,兩者會相互
吸引;當通入相反方向電流時,兩者就會互相排斥。
(8)觀察實驗的數據。實驗數據的觀察,要求觀測的方法要正確,數字
的讀數要根據儀器最小刻度達到一定的准確度,記錄測量的結果時必須明確
數據的單位。
例如,測物體長度,觀察刻度時要眼睛正視刻度線,不能斜視。觀察裝
在玻璃量筒里或玻璃量杯里水面到達的刻度時,視線要跟水面凹形的底部相
平。觀察水銀溫度計時,視線要和水銀面最高處相平。(9)觀察教師的示範演示。對教師示範演示的觀察,就是觀察教師規范
化的安裝實驗裝置,合理地安排實驗程序和正確的操作過程以及演示物理現
象,數據的讀取和記錄,如何得到實驗結果等等。
5.物理實驗中的觀察方法
觀察物理實驗,通常採用的方法有:對比觀察法和歸納觀察法。
(1)對比觀察法。人們認識事物、現象,往往是通過對兩個事物、現象
的對比,或把某一現象發生變化的前、後情況進行比較來實現的。
例如,觀察物質溶化或凝固時的體積變化,就可以把石臘放在燒杯里,
先用酒精燈徐徐加熱使其全部溶化。這時,觀察到石臘的液面是水平的,標
出液面與燒杯接觸的高度,撤去酒精燈,等石臘冷卻全部凝固後,經過觀察
發現:石臘面與燒杯接觸的高度雖然沒有明顯的變化,但表面凹下去了。
又如,在學習沸騰現象時,可以觀察液體在沸騰前和沸騰時的情況,並
進行比較。這時,要求學生做到細致、敏捷、全面、准確地觀察。結果會發
現:沸騰前液體內部形成氣泡,氣泡在上升過程中逐漸變小,以至未達到液
面就消失了;沸騰時,氣泡在上升過程中逐漸變大,達到液面後破裂。通過
液體沸騰前、後的情況對比,可以得知:沸騰是液體內部和表面都進行劇烈
的汽化的現象。
我們還可以人為地控制條件,使液體在常壓、加壓、減壓下沸騰,比較
不同情況下的沸騰現象可知:同一種液體,沸點隨外界壓強變化而改變;如
果研究對象為不同液體,使它們在相同外界壓強的條件下沸騰,通過對比實
驗觀察可知,在相同的壓強下,不同液體的沸點是不同的。
從以上兩個例子可以看出:使用對比觀察法,有利於掌握現象的特徵以
及它與其它類似現象的區別。
(2)歸納觀察法。總結一些現象的一般規律,反映現象的實質時,或研
究一些涉及變化因素較多的問題時,通常採用歸納觀察法,即通過對個別現
象分別進行觀察,得到一些個別的結論,再分析、歸納,從而得出一般的規
律。
例如,為了便於研究質點的加速度與力、質量的關系,就在先確定質量
這個因素不變的情況下,觀察加速度與力之間的關系;然後在確定另一個因
素——力不變的情況下,觀察加速度與質量之間的關系;最後,通過歸納得
出牛頓第二運動定律。
再如,探求聲音是怎樣發生的,可以通過對各種現象的觀察、歸納得結
論。
觀察Ⅰ:用橡皮槌敲擊音叉的叉股,可以聽到音叉發出的聲音。把懸在
細線上的小球跟發聲的音叉接觸,小球就被音叉彈開(右圖);用手指輕輕
地接觸發聲的音叉的叉股,可以感覺到它在振動。觀察Ⅱ:撥動樂器的弦,可以聽到聲音。仔細觀察發聲的弦,可以看到
它的輪廓變得模糊了,而且中間比較粗。弦的外形的改變,正是因為它在很
快地振動的緣故。弦振動停止了,聲音也就隨之消失。
通過這些簡單的觀察,歸納得出結論:一切發聲的物體都是在振動著,
振動的物體是發聲的源泉、即聲源。
可見,使用歸納觀察法,有利於掌握現象的實質,以及研究比較復雜現
象的一般規律。
總之,培養觀察能力,要明確觀察的目的、任務,激發學生的觀察興趣,
要使學生養成善於觀察、勤於思考的習慣,要教給學生觀察的方法,對學生
進行觀察訓練,要求觀察得准確、全面、細致、敏捷。
6.實驗結果的表示
實驗結果的表示,首先取決於實驗的物理模式。通過被測量之間的相互
關系,考慮實驗結果的表示方法。常見的實驗結果的表示方法有圖解法和方
程表示法。在處理數據時可根據需要和方便選擇任何一種方法表示實驗的最
後結果。
(1)實驗結果的圖形表示法。把實驗結果用函數圖形表示出來,在實驗
工作中也有普遍的實用價值。它有明顯的直觀性,能清楚地反映出實驗過程
中變數之間的變化進程和連續變化的趨勢。精確地描制圖線,在具體數學關
系式為未知的情況下還可進行圖算,並可藉助圖形來選擇經驗公式的數學模
型。因此用圖形來表示實驗結果是每個中學生必須掌握的。
圖解法主要問題是擬合曲線,一般可分五步進行。
①整理數據,即取合理的有效數字表示測得值,剔除可疑數據,給出相
應的測量誤差。
②選擇坐標紙,坐標紙的選擇應為便於作圖或更能方便地反映變數之間
的相互關系為原則,可根據需要和方便選擇不同的坐標紙,原來為曲線關系
的兩個變數經過坐標變換利用對數坐標就可能變成直線關系。常用的有直角
坐標紙、單對數坐標紙和雙對數坐標紙。
③坐標分度。在坐標紙選定後,就要合理地確定圖紙上每一小格的距離
所代表的數值,但起碼應注意下面兩個原則:
a.格值的大小應當與測得值所表達的精確度相適應。
b.為便於制圖和利用圖形查找數據,每個格值代表的有效數字盡量採用
1、2、4、5,避免使用3、6、7、9 等數字。
④作散點圖。根據確定的坐標分度值將數據作為點的坐標在坐標紙中標
出,考慮到數據的分類及測量的數據組先後順序等,應採用不同符合標出點
的坐標。常用的符號有:×○·△⊙等,規定標記的中心為數據的坐標。
⑤擬合曲線。擬合曲線是用圖形表示實驗結果的主要目的,也是培養學
生作圖方法和技巧的關鍵一環。擬合曲線應注意以下幾點:
a.轉折點盡量要少,更不能出現人為折曲。
b.曲線走向應盡量靠近各坐標點,而不是通過所有點。
c.除曲線通過的點外,處於曲線兩側的點數應當相近。
⑥註解說明,規范的作圖法表示實驗結果要對得到的圖形做必要的說
明,其內容包括圖形所代表的物理定義,查閱和使用圖形的方法,制圖時間、
地點、條件、制圖數據的來源等。
(2)實驗結果的方程表示法。方程式是中學生應用較多的一種數學形式,利用方程式表示實驗結果,不僅在形式上緊湊,並且也便於作數學上的
進一步處理。實驗結果的方程式表示法一般可以分為以下四步進行。
①確立數學模型,對於只研究兩個變數相互關系的實驗,其數學模型可
藉助於圖解法來確定,首先根據實驗數據在直角坐標系中作出相應圖線,看
其圖線是否是直線、反比關系曲線、冪函數曲線、指數曲線等,就可確定出
經驗方程的數學模型分別為:
y=a+bx,y=a+b/x,y=axb,y=aexp(bx)
②改直,為方便地求出曲線關系方程的未定系數,在精度要求不太高的
情況下,在確定的數學模型的基礎上,通過對數學模型求對數方法,變成為
直線方程,並根據實驗數據用單對數(或雙對數)坐標系作出對應的直線圖
形。
③求出直線方程未定系數,根據改直後直線圖形,通過學生已掌握的解
析幾何的原理,就可根據坐標系內的直線找出其斜率和截距,確定出直線方
程的兩個未定系數。
④求出經驗方程,將確定的兩個未定系數代入數學模型,即得到中學生
比較習慣的直角坐標系的經驗方程。
中學物理實驗有它一套實驗知識、方法、習慣和技能,要學好這套系統
的實驗知識、方法、習慣和技能,需要教師在教學過程中作科學的安排,由
淺入深,由簡到繁加以培養和鍛煉。逐步掌握探索未知物理規律的基本方法。
7.分組實驗問題
對學生分組實驗,目前存在的主要問題是:①有的學生不講求實驗目的
是否達到,不按實驗規則和實驗步驟進行實驗,只是在實驗室里把儀器當作
玩具擺弄幾下就了事;②有的學生不遵守實驗室的紀律,在實驗室內串來串
去,大聲說話,干擾別人的實驗操作;③在分組實驗中的操作往往由一人包
辦到底,其餘同學只是陪坐,不能參與實驗活動;④有的同學不重視實驗的
科學性,不重視實驗現象和實驗數據的真實性,而是湊湊實驗數據了事,將
實驗課變成了湊數據、拼結論的課。針對上述情況,在組織分組實驗,特別
是進實驗室做第一個實驗時,要加強實驗前的教育,從開始就著手培養良好
的實驗習慣。如愛護儀器,遵守實驗室的各種紀律,實驗前弄清實驗目的、
實驗原理、實驗步驟,了解實驗時的注意事項以及實驗儀器的操作和放置。
如實驗儀器的放置應方便操作和易於觀察;需要觀察和讀數的儀器、儀表應
放在中間靠近操作者;需要調節的儀器、儀表應放在面前稍偏右,其它器件
以不影響操作,不妨礙觀察做有序的放置。應要求學生人人參加實驗活動,
認真觀察實驗現象和記錄真實的實驗數據。實驗結束後,將實驗儀器清理並
歸還原處。認真處理實驗所測出的數據,分析歸納實驗中觀察到的現象,從
而得出實驗結論,分析實驗誤差,並寫出簡單的實驗報告。