① 高考物理实验方法,七种主要方法
物理实验用“学过的实验方法”、“用过的仪器”进行新的实验,以考查其基本实验能力和理解、推理、迁移的能力。我整理了物理学习相关内容,希望能帮助到您。
高中物理实验七种主要方法
1、控制变量法
在实验中或实际问题中,常有多个因素在变化,造成规律不易表现出来,这时可以先控制一些物理量不变,依次研究某一个因素的影响和利用。
如气体的性质,压强、体积和温度通常是同时变化的,我们可以分别控制一个状态参量不变,寻找另外两个参量的关系,最后再进行统一。欧姆定律、牛顿第二定律等都是用这种方法研究的。
2、等效替代法
某些物理量不直观或不易测量,可以用较直观、较易测量而且又有等效效果的量代替,从而简化问题。
如在验证动量守恒实验中,发生碰撞的两个小球的速度不易直接测量,可用水平位移代替水平速度研究;在描绘电场中的等势线时,用电流场来模拟电场等都用了等效思想。
3、累积法
把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法,将小量变大量,不仅可以便于测量,而且还可以提高测量的准确程度,减小误差。
如测量均匀细金属丝直径时,可以采用密绕多匝的方法;测量单摆的周期时,可测30-50个全振动的时间;分析打点计时器打出的纸带时,可隔几个点找出计数点分析等。
4、留迹法
有些物理过程是瞬息即逝的,我们需要将其记录下来研究,如同摄像机一样拍摄下来分析。
如用沙摆描绘单摆的振动曲线;用打点计时器记录物体位置;用频闪照相机拍摄平抛的小球位置;用示波器观察交流信号的波形等。
5、外推法
有些物理量可以局部观察或测量,作为它的极端情况,不易直观观测,如果把这局部观察测量得到的规律外推到极端,可以达到目的。
例如在测电源电动势和内电阻的实验中,无法直接测量I=0(断路)时的路端电压(电动势)和短路(U=0)时的电流强度,通过一系列U、I对应值点画出直线并向两方延伸,交U轴点为电动势,交I轴点为短路电流。
6、近似法
在复杂的物理现象和物体运动中,影响物理量的因素较多,有时为了突出主要矛盾,可以有意识的设计实验条件、忽略次要因素的影响,用近似量当成真实量进行测量。
7、放大法
对于物理实验中微小量或小变化的观察,可采用放大的方法。例如游标卡尺、放大镜、显微镜等仪器都是按放大原理制成的。
高考物理实验题提分技巧
提分技巧一 明确一个实验的三大知识主干
在新课程高考形式下,不能认为一个实验只不过是读数或实验原理的理解或实验的操作,更不能认为就是数据的处理与结果分析,而应该认识到一个实验是基本仪器的使用、实验的设计、实验数据的处理与实验结构的分析三个有机体的合成.这三大部分便构成了一个实验的三大知识主干.主干知识向来是高考大舞台中的重要角色,一直受到命题专家的青睐.对于一个实验的三大知识主干要有明确的认识:
1.基本仪器的使用
基本仪器的使用是实验考查的基础内容,无论是实验的设计还是实验结果的分析,往往都涉及基本仪器的使用,所以一些基本仪器的原理、使用方法、注意事项和读数等,在近几年的高考中不断出现,长度和各电学参量的测量及相关仪器的使用是考查的热点,在复习时一定要注意.高考中出题频率较高的基本实验仪器有刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、打点计时器、秒表、电压表、电流表、多用电表以及传感器等.
2.实验的设计
近几年来,高考物理实验的考查已经由原来单一的、基本的形式向综合的、高层的方向发展,表现之一是加强了对同学们动手能力的考查.试题往往从实验原理、器材的选择和使用、实验步骤和现象的观察等方面进行全面的考查,表现在设计型实验题频频出现,设计型实验题一般是以规定的实验原理、方法和器材为基础编制出来的.这些实验可以有效地培养同学们的观察能力和激发同学们的学习兴趣.
3.实验数据的处理与实验结构的分析
对考生能力的考查是历年高考的一个主题,对实验数据的处理、实验结果的分析能力的要求越来越高.试题往往要求同学们通过研究题给电路、图表和数据,运用物理知识和数据推出正确结果,并能就实验装置、操作以及数据处理等方面分析产生误差的原因,这就要求同学们在平时学习中慢慢培养这方面的能力.
提分技巧二 把握好处理实验数据的两把利剑
1.列表法:把被测物理量分类列表表示出来.表中对各物理量的排列习惯上是先记录原始数据,后计算结果.列表法可大体反映某些因素对结果的影响,常用作其他数据处理方法的一种辅助手段.
2.图像法:把实验测得的量按自变量和因变量的函数关系用图像直观地显示出来.根据实验数据在坐标纸上画出图像.若是反比关系一般改画成正比图线,同时注意图像斜率、图像在坐标轴上截距的物理意义.值得提醒的是,创新实验的落脚点几乎都是图像,故备考时一定要将图像法处理数据作为重中之重
.提分技巧三 要善于提取一个实验的精髓
俗话说“擒贼先擒王,打蛇打七寸”.同样对于一个实验,复习时必须抓住其精髓部分,然后以该实验的精髓部分为核心进行拓展,这样才能真正起到事半功倍的效果.很多同学学习实验一直很努力,也在不断地做练习题,可是同一个实验,换一种考查方式就不会了,更不要说触类旁通了.纵观近几年的高考创新实验发现:实验题一年比一年“新”,年年都在“变”,但是这种“变”只不过是实验命题的形式在变,所谓的“新”,只不过是实验的环境新了,知识点是不会新的,更不会变的,所以复习一个实验我们要抓住其精髓部分.
提分技巧四 如何与命题专家想到一块儿
高考物理实验是“年年有花开,年年花不同”,这说明每年的高考结束后命题专家都在思考一个问题,那就是“下一次命题该如何出题呢?”因此我们在备考的同时也应该跟着命题人一块儿想,那么如何做才能使我们与命题专家想到一块儿呢?对于这一点,我们可以按以下方案去做,那就是:
1.稳端“碗里”的——弄透教材中的基础实验
其含义是:熟悉教材中的每一个实验的基本原理、实验的基本器材、实验的过程,也就是说要熟悉每一个实验的“源”与“理”.
近年来高考实验题已由侧重于考查实验仪器的使用、基本操作等最基础的实验能力,向着侧重于考查对实验原理的理解、实验方法的灵活运用等更高层次的能力转变,要求考生运用学过的实验原理和方法,选择合适的仪器,设计出合理的方案去解决新的实验问题.纵观近几年的高考实验题,几乎都是教材中内容的改编、重组,教材实验的延伸,或者是教材实验的重新设计,通过这样做来鉴别考生独立解决新问题的能力和知识的迁移能力,也体现了新课程改革对学生实践能力和创新精神的要求.可见教材中的实验永远是高考创新实验的命题根源,如果将高考创新实验比作“天空中的风筝”,那么教材中的基本实验就是“风筝的线”.这就要求我们在高考实验备考中要紧扣教材中的实验,弄清楚教材中每一个实验的基本原理、实验步骤、实验的操作过程、实验数据的处理,不要将理解实验变成“背”实验,更不要对原理的理解和方法的掌握只是“纸上谈兵”,否则高考实验稍作一些变形,我们就会感到无从下手.只有将课本上的实验复习好了,才能举一反三,触类旁通.
2.盯住“盘里” 的——分析透近几年的高考实验记录
其含义是:在复习完一个实验的时候,我们应该查阅该实验在近几年高考中命题的情况,根据命题中“稳中求变”的特点,命题人在下一次对该实验进行考查时是不可能有很大变动的.很多考生在实验复习中花了不少时间,但是在复习的过程中却很少去做一件很重要的事情,那就是查阅《考试大纲》中的实验在历年高考中曾经考查过的方式.在查阅的时候我们要做好以下规律的总结:
(1)归纳出近几年实验试题的命题规律①题型特点
规律一:“一小题”.该小题命题立足教材,侧重考查完成实验的能力.涉及基本仪器的使用(含读数)、实验原理和测量方法的理解、实验条件的控制、实验步骤的编排、实验数据的处理、实验误差的分析.
规律二:“一大题”.该大题命题立足迁移,侧重考查设计简单实验方案的能力.突出实验原理的迁移、测量方法的迁移、数据处理方法的迁移(图像法和平均值法)等.
规律三:“大题新”. “新”可以更加有效地考查考生分析问题的能力,区分度也很明显.其实这类题依然是以实验基础为依据,只不过在新的背景、新的命题方式下进行考查,说到底物理实验的考查是对思维的一种检验,因此在复习时要努力培养分析问题、解决问题的思维习惯,这样做才能应对层出不穷的“新”题.
②难点设置
实验的难点设置主要有:a.器材的选取和电路的选择;b.实验原理、方法的理解和实验方案的设计;c.实验数据的分析和处理.
(2)查看某一实验的历年高考记录
在查看近几年的高考实验时还要注意总结同一实验在近几年的命题规律,找出同一实验在不同时间命题的共同规律、不同规律,然后作出一些新的动态分析.如对于纸带问题,通过近几年的高考命题我们发现关于纸带问题中的“黄金命题热点”有:①纸带上某点瞬时速度的计算;②计数点之间的时间间隔的计算;③加速度的计算;④纸带上两计数点之间距离的测量.其中涉及的方法主要有“逐差法”和利用v-t图像求加速度法.
以上规律的总结,能使我们对实验的复习做到有的放矢,确定自己的复习方向,找出自己的不足之处,以便取得最佳的复习效果.
3.想到“锅里” 的——猜想命题专家下一次可能的考查方式
其含义是:新课程高考的命题要求是要具有一定的创新度,当然实验的命题也不例外,也就是说命题专家会不断地思考对于某一个实验在下一届的高考中该如何去命题,因此作为一个高考备考的考生,最重要的一步是当你看到某一个实验的时候,要想想本实验还可以用什么方法来处理?下一次可能会怎样出题?一个优秀的考生不在于他做了多少题,而在于他悟出了多少题以及对于一个实验可以采用多少种实验方法和实验数据的处理方法!那么我们该如何去悟才能与命题专家想到一起呢?通过对近几年高考的分析来看,可以从以下两个角度着手:
(1)当见到一个实验图像或处理方法后,要试着想想还有哪些可用于处理本实验的图像或方法.
(2)要从多个角度去思考实验方案、物理量的测量.
② 鐗╃悊瀹为獙链夊摢浜涙柟娉曪纻
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③ 物理实验都有什么步骤
物理实验学习的步骤和方法
中学物理实验是培养学生科学的观察、实验能力、科学的思维、分析和解决问题能力的主要课程之一。正像李政道先生所说的那样:“教物理重要的是让学生懂道理&8943;&8943;”根据中学物理教学目的和教学大纲的基本要求,在中学物理实验的教学过程中应使学生在科学实验的基本方法上有一个实在的感受,从而培养他们的探索精神和创造性,并受到科学方法的教育。
1.实验设计
为使实验达到预期的目的,必须明白为什么要做这个实验,做这个实验是要解决现实技术问题、知识问题,还是要探索一下教材中将要出现的物理现象等等。解决实际问题时,要明白是什么样的问题;探索书中的知识问题时,应当明白是哪一个问题及什么现象。目的明确,是实验成功的前提。设计实验的基本方法归纳为下面几种:(1)平衡法。用于设计测量仪器。用已知量去检验测量另一些物理量。例如天平、弹簧秤、温度计、比重计等。
(2)转换法。借助于力、热、光电现象的相互转换实行间接测量。例如打点计时器的设计,电磁仪表、光电管的设计等。(3)放大法。利用叠加、反射等原理将微小量放大为可测量。例如游标尺、螺旋测微器、库仑扭秤、油膜
法测分子直径等。
2.探索性实验选题
学生探索性实验,并不是去揭示尚未认识的物理规律,而是在经历该实验的全过程之后,对探索性实验有一个实在的感受,掌握探索未知物理规律的基本方法。
探索性实验的选题应与学生的知识水平和学习任务相适应。在选题方面
应注意到以下几点:
(1)根据中学生学到的数学知识和在实验时间上的限制,实验结果的经验公式以一次线性为宜,如:
①线性关系:y=a+bx
②反比关系:y=a+b/x
③幂关系: y=axb
改直:logy=loga+blogx
*④指数关系:y=aexp(bx)
改直:lny=lna+bx
以上各式中x 为自变量,y 为因变量,同时又是被测量,a、b 为常数。
(2)两个被测量之间的变化特征具有较强的可观察性。
(3)经验公式的理论分析不宜过于复杂。
*exp(bx)=ebx,其中e=2.71828&8943;是一个无理数。
3.物理实验的操作方法
操作能力,主要是指基本仪器的使用和数据的读出,仪器、设备的组装或连接,故障的排除等三个方面。
(1)基本仪器的作用。中学物理实验涉及的基本测量仪器有:米尺、卡尺、螺旋测微器、天平、弹簧秤、温度计、气压计、安培计、伏特计、变阻箱、万用表、示波器等。
使用基本测量仪器的规范要求是:
①了解测量仪器的使用方法,明确测量范围所允许的极限和精密程度;②对某些仪器和电表等,在使用前,必须调节零点,或记下零点误差;
③牢记使用规则和操作程序;
④正确读取数据。
例如,弹簧秤的正确使用要求是:明确弹簧秤的测量范围;测量前,记下零点误差;使用弹簧秤时,施力的方向应与弹簧秤的轴线在同一直线上,不能使弹簧秤受力过久,以免引起弹性疲劳,损坏仪器;正确地观察示数,
记取数据时,不仅要记录最小刻度能指示出来的数,还应读出一位估计数字,数据后面要写明单位。
又如,安培计的正确使用要求是:明确量程;使用前,调节零点;正确连接应与待测电路串联,并注意正、负极性;正确读取数据,注明单位。
(2)仪器、设备的组装或连接。要进行一个物理实验,总是需要把各个
仪器、部件、设备组装起来,并要求装配和连接必须正确无误。具体要求是:布局要合理,要便于观察和操作;连接要正确简单;实验前要检查,必要时进行预备性调节。
例如,电路实验,操作要求是:
①按照实验原理电路图,安排好仪器、元件的布局,要便于连线,便于检查,便于操作,便于读取数据。
②正确地连接电路。
安培表、伏特表是否分别与待测电路串联、并联,正、负极是否正确;滑动变阻器的接线是否合理;连接线路是否符合先支路,再并列,后干路,最后接电源的程序;电键是否能控制电路;接线是否简捷、牢固。
③实验前应先检查电路,发现问题及时纠正,并进行预备性调节。
④严格按操作程序操作。例如改变电阻箱的阻值,是否由小到大,或由大到小,最后,正确读取数据。
(3)故障的排除。实验中的故障排除,不单是一种操作能力,它涉及对实验原理的掌握程度,分析问题处理问题的方法,对各部件工作情况的了解等,是一种综合运用能力。实验发生故障时,应根据各部件工作状态及各部件联接处的分析,可能产生故障的几种因素,逐个检查,以致最后排除故障。
总之,培养实验操作能力,是学习物理的必要基础,它有利于对知识的理解,有利于自己创造条件探索问题,有利于学生智力的发展。
在物理学习中,培养操作能力,应有计划地、分阶段地进行:
第一,操作的认知阶段。要求对操作技能有初步的认识,在头脑中形成操作的映象,要求按规定的程序,做一些目的单纯的定向训练;
第二,操作的协调阶段。要求反复练习操作,提高操作的准确性、协调性。
4.物理实验中的观察内容
观察是对事物和现象的仔细察看、了解。它是思维的知觉,智力活动的门户和源泉。中学物理实验中的观察是一种有目的、有计划而巨比较持久的思维知觉,一般需要重点地观察实验的基本仪器、实验的设备和装置,观察
实验中的各种物理现象和数据、图像、图表以及教师的规范化操作等等。
(1)观察仪器的刻度。仪器刻度的观察,主要是弄清刻度值的单位及其最小分度值,由此可确定测量值应估读到哪一位。例如安培表,当使用0~0.6 安挡时,每小格是0.02 安,指针示数是0.440 安,其中最后一位零是估读数字;当使用0~3 安挡时,每小格是0.1 安,图中指针示数是2.20 安,其中最后一位零是估读数字。
(2)观察仪器的构造。主要是通过观察,了解仪器的结构原理,每个部件的作用、测量范围等等。
例如,液体温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的,它们的底部都有一个玻璃泡,上部是一根顶端封闭、内径细而均匀的玻璃管,在管和泡里有适量的某种液体,管上标有刻度,在温度改变时,液体热胀冷缩,管内液面
位置就随着改变,从液体达到的刻度就可读出温度值。温度计由于用途不一,
测量范围也各不相同。例如体温计的测量范围是35~42℃,一般实验室的水
银温度计其测量范围是-20~100℃。
(3)观察仪器的铭牌。通过对仪器铭牌的观察可了解仪器的名称、规格、
使用方法和使用条件等等。
例如,有的变阻器的铭牌上标有“滑动变阻器,1.5A50Ω”,其中1.5A
和50Ω的意思是变阻器允许通入的最大电流是1.5 安,最大阻值是50 欧姆。
(4)观察图像、图表、示意图、实物图。对图像的观察,主要是观察它
反映的是什么物理现象,物理量变化过程怎样,物理量的变化遵循什么规律。
对图表的观察,主要通过观察了解图表的意义、用途、应用条件以及所
列物理量的单位。
例如,液体的沸点表反映了不同液体沸腾时的温度,用它可以查找液体
的沸点,单位是℃,因液体的沸点跟压强等条件有关系,表中所列的通常是
在1 标准大气压下的沸点值。
对示意图、电路图、实物图等的观察,主要观察它们分别反映的是什么
物理模型、有何种用途、仪器和电路的结构是怎样布局的,各个部件(或元
件)如何连接,各部分有什么关系等等。
(5)观察实验装置的安装。通过对实验装置安装的观察,可了解该装置
的用途,使用了哪些仪器和元件以及仪器配置的顺序和方法等等。
(6)观察实验的操作过程。通过对实验操作过程的观察,可了解操作前
需做哪些准备工作,操作实验的顺序和过程怎样。
(7)观察实验的现象。对实验现象的观察,主要是观察现象产生的条件
和过程。
例如,两根相距很近的平行导线,当通入相同方向电流时,两者会相互
吸引;当通入相反方向电流时,两者就会互相排斥。
(8)观察实验的数据。实验数据的观察,要求观测的方法要正确,数字
的读数要根据仪器最小刻度达到一定的准确度,记录测量的结果时必须明确
数据的单位。
例如,测物体长度,观察刻度时要眼睛正视刻度线,不能斜视。观察装
在玻璃量筒里或玻璃量杯里水面到达的刻度时,视线要跟水面凹形的底部相
平。观察水银温度计时,视线要和水银面最高处相平。(9)观察教师的示范演示。对教师示范演示的观察,就是观察教师规范
化的安装实验装置,合理地安排实验程序和正确的操作过程以及演示物理现
象,数据的读取和记录,如何得到实验结果等等。
5.物理实验中的观察方法
观察物理实验,通常采用的方法有:对比观察法和归纳观察法。
(1)对比观察法。人们认识事物、现象,往往是通过对两个事物、现象
的对比,或把某一现象发生变化的前、后情况进行比较来实现的。
例如,观察物质溶化或凝固时的体积变化,就可以把石腊放在烧杯里,
先用酒精灯徐徐加热使其全部溶化。这时,观察到石腊的液面是水平的,标
出液面与烧杯接触的高度,撤去酒精灯,等石腊冷却全部凝固后,经过观察
发现:石腊面与烧杯接触的高度虽然没有明显的变化,但表面凹下去了。
又如,在学习沸腾现象时,可以观察液体在沸腾前和沸腾时的情况,并
进行比较。这时,要求学生做到细致、敏捷、全面、准确地观察。结果会发
现:沸腾前液体内部形成气泡,气泡在上升过程中逐渐变小,以至未达到液
面就消失了;沸腾时,气泡在上升过程中逐渐变大,达到液面后破裂。通过
液体沸腾前、后的情况对比,可以得知:沸腾是液体内部和表面都进行剧烈
的汽化的现象。
我们还可以人为地控制条件,使液体在常压、加压、减压下沸腾,比较
不同情况下的沸腾现象可知:同一种液体,沸点随外界压强变化而改变;如
果研究对象为不同液体,使它们在相同外界压强的条件下沸腾,通过对比实
验观察可知,在相同的压强下,不同液体的沸点是不同的。
从以上两个例子可以看出:使用对比观察法,有利于掌握现象的特征以
及它与其它类似现象的区别。
(2)归纳观察法。总结一些现象的一般规律,反映现象的实质时,或研
究一些涉及变化因素较多的问题时,通常采用归纳观察法,即通过对个别现
象分别进行观察,得到一些个别的结论,再分析、归纳,从而得出一般的规
律。
例如,为了便于研究质点的加速度与力、质量的关系,就在先确定质量
这个因素不变的情况下,观察加速度与力之间的关系;然后在确定另一个因
素——力不变的情况下,观察加速度与质量之间的关系;最后,通过归纳得
出牛顿第二运动定律。
再如,探求声音是怎样发生的,可以通过对各种现象的观察、归纳得结
论。
观察Ⅰ:用橡皮槌敲击音叉的叉股,可以听到音叉发出的声音。把悬在
细线上的小球跟发声的音叉接触,小球就被音叉弹开(右图);用手指轻轻
地接触发声的音叉的叉股,可以感觉到它在振动。观察Ⅱ:拨动乐器的弦,可以听到声音。仔细观察发声的弦,可以看到
它的轮廓变得模糊了,而且中间比较粗。弦的外形的改变,正是因为它在很
快地振动的缘故。弦振动停止了,声音也就随之消失。
通过这些简单的观察,归纳得出结论:一切发声的物体都是在振动着,
振动的物体是发声的源泉、即声源。
可见,使用归纳观察法,有利于掌握现象的实质,以及研究比较复杂现
象的一般规律。
总之,培养观察能力,要明确观察的目的、任务,激发学生的观察兴趣,
要使学生养成善于观察、勤于思考的习惯,要教给学生观察的方法,对学生
进行观察训练,要求观察得准确、全面、细致、敏捷。
6.实验结果的表示
实验结果的表示,首先取决于实验的物理模式。通过被测量之间的相互
关系,考虑实验结果的表示方法。常见的实验结果的表示方法有图解法和方
程表示法。在处理数据时可根据需要和方便选择任何一种方法表示实验的最
后结果。
(1)实验结果的图形表示法。把实验结果用函数图形表示出来,在实验
工作中也有普遍的实用价值。它有明显的直观性,能清楚地反映出实验过程
中变量之间的变化进程和连续变化的趋势。精确地描制图线,在具体数学关
系式为未知的情况下还可进行图算,并可借助图形来选择经验公式的数学模
型。因此用图形来表示实验结果是每个中学生必须掌握的。
图解法主要问题是拟合曲线,一般可分五步进行。
①整理数据,即取合理的有效数字表示测得值,剔除可疑数据,给出相
应的测量误差。
②选择坐标纸,坐标纸的选择应为便于作图或更能方便地反映变量之间
的相互关系为原则,可根据需要和方便选择不同的坐标纸,原来为曲线关系
的两个变量经过坐标变换利用对数坐标就可能变成直线关系。常用的有直角
坐标纸、单对数坐标纸和双对数坐标纸。
③坐标分度。在坐标纸选定后,就要合理地确定图纸上每一小格的距离
所代表的数值,但起码应注意下面两个原则:
a.格值的大小应当与测得值所表达的精确度相适应。
b.为便于制图和利用图形查找数据,每个格值代表的有效数字尽量采用
1、2、4、5,避免使用3、6、7、9 等数字。
④作散点图。根据确定的坐标分度值将数据作为点的坐标在坐标纸中标
出,考虑到数据的分类及测量的数据组先后顺序等,应采用不同符合标出点
的坐标。常用的符号有:×○·△⊙等,规定标记的中心为数据的坐标。
⑤拟合曲线。拟合曲线是用图形表示实验结果的主要目的,也是培养学
生作图方法和技巧的关键一环。拟合曲线应注意以下几点:
a.转折点尽量要少,更不能出现人为折曲。
b.曲线走向应尽量靠近各坐标点,而不是通过所有点。
c.除曲线通过的点外,处于曲线两侧的点数应当相近。
⑥注解说明,规范的作图法表示实验结果要对得到的图形做必要的说
明,其内容包括图形所代表的物理定义,查阅和使用图形的方法,制图时间、
地点、条件、制图数据的来源等。
(2)实验结果的方程表示法。方程式是中学生应用较多的一种数学形式,利用方程式表示实验结果,不仅在形式上紧凑,并且也便于作数学上的
进一步处理。实验结果的方程式表示法一般可以分为以下四步进行。
①确立数学模型,对于只研究两个变量相互关系的实验,其数学模型可
借助于图解法来确定,首先根据实验数据在直角坐标系中作出相应图线,看
其图线是否是直线、反比关系曲线、幂函数曲线、指数曲线等,就可确定出
经验方程的数学模型分别为:
y=a+bx,y=a+b/x,y=axb,y=aexp(bx)
②改直,为方便地求出曲线关系方程的未定系数,在精度要求不太高的
情况下,在确定的数学模型的基础上,通过对数学模型求对数方法,变成为
直线方程,并根据实验数据用单对数(或双对数)坐标系作出对应的直线图
形。
③求出直线方程未定系数,根据改直后直线图形,通过学生已掌握的解
析几何的原理,就可根据坐标系内的直线找出其斜率和截距,确定出直线方
程的两个未定系数。
④求出经验方程,将确定的两个未定系数代入数学模型,即得到中学生
比较习惯的直角坐标系的经验方程。
中学物理实验有它一套实验知识、方法、习惯和技能,要学好这套系统
的实验知识、方法、习惯和技能,需要教师在教学过程中作科学的安排,由
浅入深,由简到繁加以培养和锻炼。逐步掌握探索未知物理规律的基本方法。
7.分组实验问题
对学生分组实验,目前存在的主要问题是:①有的学生不讲求实验目的
是否达到,不按实验规则和实验步骤进行实验,只是在实验室里把仪器当作
玩具摆弄几下就了事;②有的学生不遵守实验室的纪律,在实验室内串来串
去,大声说话,干扰别人的实验操作;③在分组实验中的操作往往由一人包
办到底,其余同学只是陪坐,不能参与实验活动;④有的同学不重视实验的
科学性,不重视实验现象和实验数据的真实性,而是凑凑实验数据了事,将
实验课变成了凑数据、拼结论的课。针对上述情况,在组织分组实验,特别
是进实验室做第一个实验时,要加强实验前的教育,从开始就着手培养良好
的实验习惯。如爱护仪器,遵守实验室的各种纪律,实验前弄清实验目的、
实验原理、实验步骤,了解实验时的注意事项以及实验仪器的操作和放置。
如实验仪器的放置应方便操作和易于观察;需要观察和读数的仪器、仪表应
放在中间靠近操作者;需要调节的仪器、仪表应放在面前稍偏右,其它器件
以不影响操作,不妨碍观察做有序的放置。应要求学生人人参加实验活动,
认真观察实验现象和记录真实的实验数据。实验结束后,将实验仪器清理并
归还原处。认真处理实验所测出的数据,分析归纳实验中观察到的现象,从
而得出实验结论,分析实验误差,并写出简单的实验报告。