初中物理实验步骤规范要求.doc

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初中物理实验探究要求
一、实验设计包括的内容
1．实验器材
2．实验步骤
3．实验数据记录表
二、测定性实验步骤及实验数据记录表的教学要求
测量是指利用工具对客体实施测量的历程及测量所得结果。测量分为直接测量和间接测量。直接测量包括测、读数、记录(包括记录过程和记录结果）；间接测量包括测、读数、记录、计算。
（一）测定性实验(间接测量）步骤的教学要求
1．对测量仪器进行调节。（如：调节天平的平衡，电表、弹簧测力计的调零等）
2．组装：有电路图或力学的器材装置图的，要写明按图连接实物。没有的，要写出实验装置组装的主要过程.(如：用细绳做两个绳套，分别栓牢在杠杆的A点和B点处；又如：用细线把石块拴好，使其浸没在天平左盘上的烧杯内的水中。）
3．对实验前器材的初始状态，实验中应注意的地方要有交代。（如：调节杠杆使其在水平位置平衡；断开开关；滑动变阻器的滑片位于阻值最大位置.）
4．要有“用什么仪器”,“测什么物理量”, “用什么物理量的符号表示”，及记录在数据表格中的叙述。
5．关于测量次数根据实验目的确定,一般只需测量一次即可。
6．对于间接测量,要写出利用直接测量数据求待测量的依据或公式。(如：天平量筒测密度ρ＝,伏安法测电阻），但不用写出计算过程及结果。（如灯泡的功率：P=UI=2.5V×0.3A=0。75W 。）

(二）测定性实验(间接测量)数据记录表的教学要求
1．设计实验数据记录表的目的
有序记录实验数据，用于根据实验数据计算实验结果及规范有效地交流。
2．实验数据记录表的结构
由表头和空格组成。
表头中的物理量一般包括待测物理量和为求待测物理量而需要直接测量的物理量.表头中的每个物理量后都要标注单位,格式为：物理量符号/单位符号。
空格的个数取决于对直接测量量的测量次数。

例1．请利用右图所示的实验装置，设计一个实验，测量动滑轮的机械效率，请写出主要实验步骤、画出实验数据记录表。
【实验步骤】
(1）将弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计测出钩码所受到的重力G，并记录到实验数据记录表中。（或用调好的弹簧测力计测出钩码所受到的重力G,并记录在表格中.）
（2）按示意图组装实验器材。
（3)用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，使弹簧测力计从图中的位置A＇匀速竖直上升到位置B＇，钩码从位置A匀速上升到位置B.用弹簧测力计测出绳子自由端受到的拉力F，用刻度尺测出AB间的距离h,A＇B＇间的距离s，将F、s和h的数值记录到实验数据记录表中。
（4）根据和测量数据,计算出动滑轮的机械效率,并记录到实验数据记录表中。
【实验数据记录表】
测量动滑轮的机械效率实验数据记录表
G/ N
F/N
s/m
h/m

说明:测定性实验步骤的表达只要符合实验步骤教学要求的要点即可，不要苛求表达方式、测量方法完全一致。教学中提倡在同一框架下，具体问题具体分析，灵活表达.例如，本例中的第（4）步也可以写成:“（4）根据W有=Gh W总=Fs 和测量数据,计算出动滑轮的机械效率,并记录到实验数据记录表中”。如果这样写，实验数据记录表应该为下表。

测量动滑轮的机械效率实验数据记录表
G/ N
F/N
s/m
h/m
W有/J
W总/J

三、探究物理规律的实验步骤及实验数据记录表的教学要求
（一）实验步骤的教学要求
1．对测量仪器进行调节。（如：调节天平的平衡，电表、弹簧测力计的调零等）
2．组装：有电路图或力学的器材装置图的，要写明按图连接实物.没有的，要具体写出将实验装置组装的过程.（如：用细绳做两个绳套，分别栓牢在杠杆的A点和B点处；又如:用细线把石块拴好，使其浸没在天平左盘上的烧杯内的水中。）
3．对实验前器材的初始状态，实验中应注意的地方要有交代。（如：调节杠杆使其在水平位置平衡；断开开关；滑动变阻器的滑片位于阻值最大位置。)
4．要表达出控制变量的措施或方法。
5．要表达出改变自变量的措施或方法及自变量的取值个数（变化次数）。在初中物理教学中自变量的取值个数在2~8个之间，具体个数取决于探究目的和测量工具的功能。
6．要测量出自变量和因变量并将结果记录在表格中。自变量和因变量需要间接测量的其实验步骤参照测定性实验的步骤简要表达.

（二）实验数据记录表的教学要求
1．设计实验数据记录表的目的
有序记录实验数据，用于根据实验数据分析自变量和因变量之间的关系。便于规范有效地交流。
2．实验数据记录表的结构
由表头和空格组成.

0
1
N

2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
表头中的物理量一般包括自变量和因变量,有时自变量或因变量不能直接测量，此时表头中的物理量还要包括为求自变量或因变量而需要测量的中间变量。表头中的每个物理量后都要标注单位，格式为：物理量（符号）/单位符号。
空格的个数取决于自变量的取值个数。

例1． 实验台上有组装好的实验装置，如右图所示，其中弹簧测力计的量程为0～5N。另外还有质量均为100g的钩码六个（图中未画出)。要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验证明：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。请写出实验步骤、画出实验数据记录表。
【实验步骤】
（1）将弹簧测力计调零，按示意图组装实验器材。
(2）在动滑轮挂钩上挂5个钩码，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端。5个钩码的总质量用m表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示,钩码上升的高度用h表示。将m的数值记录在表格中，用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h，并把测量数据记录在表格中；
（3）保持动滑轮所挂钩码个数不变，依次改变绳子自由端移动的距离s，仿照步骤（1）再做5次实验，将各次的m数值记录在表格中，分别测量各次的F、s、h，并把测量数据记录在表格中。
(4)利用W总＝F s，计算出各次的总功W总，用W有用＝G h=mgh，计算出各次的有用功W有用，并将W总、W有用的数据记录在表格中。
【实验数据记录表】

探究有用功跟总功关系的实验数据记录表
F/N

s/m

m/kg

h/m

W总

W有用

例2．实验桌上有如下器材:满足实验要求的电源一个、电阻箱（电路图符号 ）一个、电压表一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。小明想利用实验桌上的器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻两端的电压与该电阻的阻值成正比”.请根据上述要求帮助小明画出实验电路图，并写出实验步骤，画出实验数据记录表.
（1）实验电路图
(2）实验步骤
（3)实验数据记录表
【答案】
R1
S
R2
R3
R4
R5
R6
V

（1）实验电路图如右图所示

（2）实验步骤:
①按电路图将六个阻值不同的电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6和调节好的电压表接入电路中。
②闭合开关S，用电压表测量R1两端的电压，用U1表示，将U1及R1的阻值，记录在实验数据记录表中;
③断开开关S，把电压表连接在R2两端。闭合开关S，用电压表测量R2两端的电压，
用U2表示，将U1及R1的阻值，记录在实验数据记录表中；
④仿照步骤③，用电压表分别测量电阻R3、R4、R5和R6两端的电压，分别用U3 、U4、U5 和U6表示，并将R3、R4、R5和R6的阻值和相应的电压值U3 、U4、U5 和U6记录在实验数据记录表中。
（3）实验数据记录表

探究电阻两端的电压与电阻的关系实验数据记录表
R/Ώ

U/V

说明：探究规律的实验步骤的表达只要符合教学要求的要点即可，不要苛求表达方式、测量方法、实验设计完全一致.教学中提倡在同一框架下，具体问题具体分析，灵活表达。

四、用身边的器材或给定的器材进行简单的定性实验探究的教学要求
特点:实验现象和实验数据是用观察法或简易测量工具得到的。
要求：
1．写出所用的器材和组装过程。
2．写出实验的过程，实验中应注意的问题。
3．写出实验现象。
4．写出分析与结论

例1．已知空气可以传播声音，请设计一个简易实验证明固体也能够传播声音，写出实验所需要的器材、实验步骤以及实验分析与结论，要求设计的实验具有可行性，要符合安全规则。
（1）实验器材：
（2）实验步骤：
（3）实验现象、实验分析与结论：

【答案】
（1）实验器材:
大广口瓶、橡皮塞、小闹钟
（2）实验步骤：
把小闹钟调至响振状态，要求能听到明显的铃声。
保持小闹钟到实验者的距离不变，然后将闹钟轻放于大广口瓶中，用橡皮塞盖在大广口瓶的瓶口上并塞紧，要求不漏气。此时再听小闹钟的铃声。
（3）实验现象、分析与结论：
将闹钟轻放于大广口瓶中,用橡皮塞盖在大广口瓶的瓶口上并塞紧,仍能听到小闹钟的铃声。
瓶内空气与瓶外空气完全被大广口瓶和橡皮塞隔离，此时听到小闹钟的铃声，可以证明听到的铃声还要通过大广口瓶和橡皮塞传播出来，即固体也能传播声音。

例2．小娅通过观察身边的一些现象得出一个结论:物体在力的作用下运动，如果撤销这个力，物体的运动就会立刻停止。请你利用身边的物品或实验器材设计一个实验，说明小娅的结论是不正确的。（08年北京市）
(1）写出你选用的物品或实验器材。（2)简述实验过程及实验现象。(3）简要分析说明小娅的结论是不正确的.

【答案】
（1）实验器材：小车、长木板
（2)实验过程及实验现象：用力推着小车在水平放置的长木板上运动；
撤消推力，小车继续在木板上运动。
(3)分析与结论:
上述实验表明，物体在力的作用下运动，如果撤销这个力，物体的运动不会立刻停止，还会继续运动.小娅的结论与实验不符，说明小娅的结论是不正确的。

五、根据实验数据归纳表达实验结论的教学要求
常见的表达类型有：
（一)根据定性实验数据归纳的结论
（1)在某条件下,A与B有关，或A与D无关.
（2）在某条件下，描述实验现象的本质特征。（如凸透镜成像规律、晶体的熔化和凝固、水的沸腾等)
（二）根据定量实验数据归纳的结论
（1）一般定量结论：在C一定（保持不变）时，A随B的增大而增大（或减小）.
（2）精确定量结论：在某条件下，A和B的关系是：分别以A、B为因变量和自变量的函数解析式。函数解析式中的常数的数值应当根据实验数据明确表示出来。

例1．（07年北京市）在研究影响电磁铁磁性强弱因素的过程中,小丽使用一个线圈匝数为120匝的电磁铁，改变通过线圈的电流得到一组实验数据，如下表所示.请根据表中数据,归纳出电磁铁吸引大头针的个数与电流的关系是: 。

电流/A
0。2
0.4
0。6
0。8
1
电磁铁吸引大头针的个数/个
1
5
21
45
62

【结论】线圈匝数一定(或保持不变）时，电磁铁吸引大头针的个数随电流增大而增加。
例2．（06年北京市）下表是某同学研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时记录的实验数据，请你对表格中的数据进行分析,归纳出电功率与电阻的关系： 。
R/Ω
10
15
20
30
50
60
U/V
6
6
6
6
6
6
I/A
0。6
0。4
0.3
0.2
0.12
0。1
P/W
3.6
2.4
1.8
1。2
0。72
0.6

【答案】电阻两端的电压保持6V不变时,电功率与电阻的关系为：P=（6V)2/R。
或 电阻两端的电压保持6V不变时，电功率与电阻成反比，比例系数为36 V2.

R1
V
A
S
R2
图16
A
B
例3．(09年北京市）为了探究电阻串联问题，小芳设计了如图16所示的实验电路，其中R1是电阻箱，R2是定值电阻,R1与R2串联的总电阻（即等效电阻)用R表示。电流表测量的是串联电路中的电流I，电压表测量的是A、B两点间的电压U。小芳通过实验记录的数据如下表所示。请根据表中实验数据,归纳出总电阻R跟电阻R1的关系： 。
R1 /Ω
5
10
15
25
35
45
U/V
12
12
12
12
12
12
I/A
0.6
0.48
0。4
0.3
0。24
0.2
R/Ω
20
25
30
40
50
60

【答案】
在串联电路中，总电阻R跟电阻R1的关系为：R= R1+15Ω.
或 在串联电路中，总电阻R等于电阻R1与15Ω之和。

初中物理实验探究题常用方法
李乃选
一、初中物理实验探究题的一些常用方法之一:公式法（直接法）
例1:设计测量物体密度实验需哪些仪器？
解：首先,由实验原理ρ=m/v公式知：需要测量物体密度ρ需要先测量物体质量m和体积v
其次，由所学知识知：需要测量物体质量m需要的仪器要托盘天平(带砝码）
再次，由所学知识知:要测量物体（液体）体积v需要装液体的仪器烧杯和测液体体积的仪器量筒（或量杯）
综上，知道要测量液体密度需要的仪器有：托盘天平（带砝码），烧杯和量筒(或量杯）
例2:已知一个灯泡的额定电压为UE要求测小灯泡的额定电功率。(1）需哪些仪器(2）画出实验电路图  （3）简述实验步骤
解：（1）首先,由实验原理P=UI公式知： 要测量小灯泡的电功率P需要先测量小灯泡的电压U和电流I
其次，由所学知识知：要测量小灯泡的电功率P，需要小灯泡（用电器），要测量小灯泡的电压U，需要电压表,要测量小灯泡的电流I需要电流表
再次,由所学知识知：测量小灯泡的额定电功率电压需要调到UE，即需要改变电压,而改变电压主要靠滑动变阻器实现,故需要串联一个滑动变阻器
最后，由一个最基本的完整电路要包括导线，开关,电源，用电器知还需要导线，开关，电源
综上,知道要测量小灯泡电功率实验需要的仪器有：导线，开关，电源，小灯泡（用电器）,电压表，电流表，滑动变阻器。
（2)画出电路图 
（3）实验步骤如下：
1、连接电路
2、闭合开关，滑动滑动变阻器使电压表读数为UE,并记下此时电流表读数IE.
3、由公式PE=UEIE计算小灯泡电功率
例3：设计测量某个待测电阻的电阻实验（1）需哪些仪器(2)画出实验电路图  (3)简述实验步骤
分析：有了上述例2的理解，解决例3就简单了，解决的思路几乎同上例2。
具体的方法如下:
解：首先，由实验原理R=U/I知：要测量待测电阻R需要先测量待测电阻的电压U和电流I
其次,由所学知识知：要测量待测电阻R需要待测电阻（用电器），要测量待测电阻的电压U需要电压表，要测量待测电阻的电流I需要电流表
再次，由所学知识知:测量待测电阻的电阻需要测多组数据，即需要改变电压和电流，而改变电压和电流主要靠滑动变阻器实现，故需要滑动变阻器
最后，由一个最基本的完整电路要包括导线，开关，电源，用电器知还需要导线，开关，电源
综上，知道要测量小灯泡电功率实验需要的仪器有：导线，开关，电源,待测电阻（用电器），电压表,电流表,滑动变阻器。
(2）画出电路图
  （3）实验步骤如下：
1、如图连接电路
2、闭合开关，滑动滑动变阻器使电压表读数为U1,并记下此时电流表读数I1.
3、由公式R1=U1/I1计算小灯泡电阻
4、重复上面2、3步骤5次
5、得出电阻R=( R1+R2+R3+R4+R5+R6）/6
二、初中物理实验探究题的一些常用方法之二：公式法（间接法）
例4:测量长方体固体密度实验需哪些仪器？（方法同上理外还有如下方法）
解:首先,由实验原理ρ=m/v知:要测量物体密度ρ需要先测量物体质量m和体积v
其次，由所学知识知：要测量物体质量m需要的仪器要托盘天平(带砝码）
再次,由所学知识知:要测量物体(规则固体)体积v可用刻度尺间接测出规则物体物体长、宽、高
综上，知道要测量规则固体密度需要的仪器有:托盘天平（带砝码）和刻度尺。
例5：测量不规则固体密度实验需哪些仪器？（方法同理）
解:首先,由实验原理ρ=m/v公式知：要测量物体密度ρ需要先测量物体质量m和体积v
其次,由所学知识知：要测量物体质量m需要的仪器要托盘天平(带砝码）
再次，由所学知识知：要测量物体(不规则固体）体积v无法直接用刻度尺测，需要用排水法间接测量体积,故需要水和测体积的仪器量筒（或量杯）
综上，知道要测量不规则固体密度需要的仪器有：托盘天平（带砝码），装一定量水的量筒（或量杯）
例6:已知一用电器（相当于一定值电阻，略小于滑动变阻器最大电阻）的额定电压为16V，现给你电源（电压为18V）、开关、电压表（0—15 V）、电流表和滑动变阻器各一个，导线若干，要用“伏安法”测量该用电器的额定功率。
（1）画出实验电路图
(2)简述实验步骤
解:（1）参照例2、例3不难画出电路图是一个串联电路图。由于电压表的量程为0-15 V，如果将电压表直接并在用电器上，则调不到16V，可以采用将电压表并在另一电阻—-滑动变阻器上，将电压表调到2V从而间接将用电器的电压调到了16V。画出相应的电路图
  （2）实验步骤如下：
1、如图接好电路
2、闭合开关，调节滑动变阻器使电压表读数为2V,并记下此时电流表读数（即为额定电流I额）
3、该用电器的额定功率P额=U额I额
由以上几个例子我们不难看出,由从掌握理解实验原理的方法入手，学生理解这部分知识起来比起我们传统的一味让学生去死记的方法容易的多,简单的多，而且我们在无形中已经让学生学会了一种用理性的有规律的思维方式去思考问题的学习方法，让学生学会“以不变应万变”处理问题方式.事实也证明，学生掌握该种思维方法后与先前的传统讲授方法对比无不有种“豁然开朗”的感觉,并且深刻体会到了物理是门有规律的学科，为以后解决物理问题找到了一条简洁明了的思维方法,并养成善于寻找规律的好的思维习惯。这不正是我们现代教育大力提倡的-—“一切为了学生，一切为了学生的发展，以提高学生分析问题，解决问题的能力”的教育目标所要体现的吗？