实验测量及数据处理(第3章).ppt
第3章 物理实验测量与数据处理实验设计方法和案例,3.1 物理实验基本测量方法,（1）比较法：待测量与标准具比较。直接比较（直接测量、直接读数）间接比较（间接测量为主）,（2）放大法累计放大：测均匀细丝的直径、测周期。机械放大：游标卡尺，螺旋测微计，分光计。光学放大：测微目镜、读数显微镜、光杠杆（视角放大）电子学放大：放大电路。,（3）转换测量法：参量转换：杨氏模量；单摆测重力加速度（测g转换为测L、T）。能量转换：机械转电，磁转电，光转电，压转电，热转电传感器。,（4）模拟法,以相应理论为基础，不直接研究自然现象或过程的本身，而用类似这些现象或过程的模型来研究。物理模拟小模型，保持同一物理本质。如水坝、飞机的设计数学模拟两个不同的现象或过程可以用同一个数学形式来描述，但物理本质不同。如：稳恒电流的电场模拟静电场。人工智能模拟计算机模拟，预测可能出现的现象和结果。,（5）补偿法：提供一种可调的标准量来抵消被测量所呈现的作用，对待测量进行测量。如：惠斯登电桥；电位差计测电动势。（6）平衡法：天平平衡、电桥平衡,注意：实验中物理思想的体现,实验是为了探索和验证物理规律，这些都与物理现象的特性相关。气体性质：温度、压强、体积及其关系。波动：干涉、衍射。时间测量：滴水、沙漏，节拍、音叉、秒表、打点、闪光拍照；单摆、复摆、转盘。,注意：实验中教学思想的体现,教学实验：有其教学目的，遵循教学原则和教学规律，根据不同需要，有不同的设计方案。如：演示实验：明显、直观、可靠，生动。学生实验：个别操作，定量测量。需要培养能力，控制误差，保证安全。课外实验：趣味性，简单易行。物理过程要尽量长、能重复。,3.2 运用误差理论改进实验效果的方法,（1）减少系统误差原因：理论方法的误差（单摆周期公式、散热、接线接触电阻、伏安法中的内接与外接）；仪器误差；个人误差；环境误差。发现与消除：理论公式的完善、仪器的校准、实验条件的满足。找修正值，参数替代。,（2）减少偶然误差原因：主观方面：实验者个人感官、操作协调因素。客观方面：实验条件、环境的变化（电、风）减少和消除：增加测量次数（56次）（正态分布）,（3）注意问题：测量的精度、准确度、精确度概念测量的不确定度 被测量 有效数字及其测量结果的表示 d=(4.997 0.007)(mm)误差传递（和差、乘除）,xx,3.3选择实验方案和器材的方法,第1章时讲过，自行阅读有关章节。,3.4物理实验数据处理的方法,（1）列表法简单而明确地表示物理量之间的关系，便于检查测量是否合理，有利与计算和分析。（2）作图法在坐标平面上以曲线表示物理量之间的关系。作用与优点：简明直观（可以多条曲线比较，比列表法形象）图上可以求出物理量（光电效应：eVshf-hf0,单摆：T2l)校准仪器的响应曲线线性拟合,作图规则（高考要求）,选用坐标纸定坐标和标刻度标点连线标图名,6.3逐差法对等间距测量的有序数据进行逐项或等间隔项相减得到结果。优点：可充分利用数据，计算简便。6.4最小二乘法从实验数据求经验方程（函数关系）由一组实验数据找出一条最佳的拟合直线（曲线），获得变量之间的函数关系，称为回归方程。,讨论（2）,1.若干个直径不同小钢珠的平均密度测量。2.一个不规则固体的密度测量。3.一个浸润性固体的密度测量。,中学物理实验设计案例分析,物理实验指导用书（八年级上册）配沪科粤教版第一章走进物理世界活动1-1 长度的测量刻度尺的使用活动1-2 时间的测量停表的使用活动1-3探究单摆的奥秘第二章声音与环境活动2-1探究声音的产生活动2-2 探究声音传播的条件活动2-3 探究声音的强弱与什么因素有关,第三章光和眼睛活动3-1 探究光的反射定律活动3-2 探究平面镜成像的特点活动3-3探究光的折射规律活动3-4 测量凸透镜的焦距活动3-5探究凸透镜的成像规律活动3-6探究太阳光的奥秘第四章物质形态及其变化活动4-1 温度计的使用活动4-2 探究影响液体蒸发的因素活动4-3探究液体的沸腾活动4-4 探究冰、松香的熔化特点和非晶体熔化时的特点,第五章 我们周围的物质 活动5-1 学习使用托盘天平 活动5-2 测量液体的质量 活动5-3 探究物体的质量与体积的关系 活动5-4 用天平和量筒测定小石块的密度八年级（下）第六章 物质形态及其变化实验1温度计的使用实验2探究影响蒸发快慢的因素实验3探究液体沸腾的特点实验4探究熔化和凝固的特点实验5探究影响水的沸点的因素,第七章简单电路实验1连接电路实验2探究串、并联电路中各处电流的关系实验3探究串、并联电路中电压的规律实验4探究电阻跟导体的哪些因素有关实验5用滑动变阻器改变电流实验6探究欧姆定律实验7测量小灯泡工作时的电阻第八章力和机械第九章运动和力实验测试参考答案,九年级实验（上）第十章 神奇的压强活动101 压力的作用效果与哪些因素有关活动102 感受压力的作用效果与受力面积的关系活动103 研究液体的压强活动104 模仿帕斯卡实验活动105 探究液体内部的压强活动106 进一步研究液体压强与液体深度的关系活动107 探究大气是否存在压强活动108 估测大气压活动10一9 探究液体的沸点与表面气压的关系,第十一章 浮力活动11一1 浮力的测试活动112 浮力是怎样产生的活动113 研究物体的浮沉条件活动114 研究气体的浮力 活动115 探究浮力的大小与哪些因素有关活动1l一6 鸡蛋的浮沉活动1l一7 利用浮力测物体的密度活动1l一8 探究气体压强与空气流速的关系活动119 升力是怎样产生的,第十二章 机械功和机械能活动121 估测人体输出的功率活动122 探究滑轮组的机械效率活动123 机械效率与动滑轮的重力有何关系活动124 探究动能的大小跟哪些因素有关活动125 探究重力势能的大小跟哪些因素有关活动126 探究动能与势能的转化第十三章 内能与热机活动131 改变物体的内能活动132探究物质的吸、放热性能,第十四章 电磁铁与自动控制活动141 你对永磁体知道多少 活动142 用铁屑显示永磁体的磁场活动143 探究电磁铁的构造活动144 探究通电螺线管的极性活动145 研究电磁铁磁性的强弱活动146 认识和使用继电器,高中物理实验大全【作者】韩怀君编【出版社】山西教育出版社 第一章 常用物理实验仪器 1 误差 2 有效数字和读数 3 刻度尺 4 游标卡尺 5 螺旋测微器 6 秒表 7 打点计时器 8 直流电流表和直流电压表 9 多用电表 10 滑动变阻器和电阻箱 11 天平和弹簧秤 12 温度表和气压计,第二章 力学实验 1 长度的测量 2 验证力的平行四边形定则 3 练习使用打点计时器4 研究匀变速直线运动 5 验证牛顿第二定律6 研究平抛物体的运动 7 验证动量守恒定律 8 验证机械能守恒定律 9 探索弹力和弹簧伸长的关系 10 用单摆测定重力加速度,第三章 电学实验 1 用描迹法画出电场中平面上的等势线 2 描绘小电珠的伏安特性曲线 3 测定金属的电阻率 4 把电流表改装为电压表 5 研究闭合电路的欧姆定律 6 测定电源的电动势和内阻 7 研究电磁感应现象 8 练习使用示波器 9 用多用电表探索黑箱内的电学元件 10 传感器的简单应用,第四章 热学和光学实验 1 用油膜法估测分子的大小 2 测定玻璃的折射率 3 用双缝干涉测光的波长第五章 设计型实验及演示实验 1 设计型实验概述 2 力学设计型实验 3 电学设计型实验 4 光学和热学设计型实验,第六章 物理和化学、生物综合实验 1 综合实验知识点评 2 物理与化学的综合实验 3 物理与生物的综合实验第七章 计算机辅助教学在物理实验学习中的应用第八章 物理高考实验类型题型特点第九章 高考、会考、竞赛物理实验试题参考答案,高中 必修1(粤教版）,验证实验：预备知识、实验目的、参考器材、实验过程；探究实验：提出问题、参考器材、探究过程、启发联想；两者：课外实验、课外知识1.探究自由落体运动规律2.匀变速直线运动的实验研究3.探究弹力与形变量的关系4.探究影响摩擦力大小的因素5.力的合成与分解6.探究加速度与物体质量、物体受力的关系7.认识超重和失重现象,高中 必修2(粤教版）,验证实验、探究实验、课外小实验；1.研究平抛运动的规律2.研究向心力与哪些因素有关方法一：探究向心力与哪些因素有关方法二：验证匀速圆周运动的向心力公式方法三：用DIS验证匀速圆周运动的向心力公式小实验1：用圆锥摆验证向心力公式小实验2：能碰飞火柴盒吗？小实验3：估测自行车拐弯时受到的向心力小实验4：观察运动物体经过凹凸桥中点时的压力,3.探究恒力做功与物体动能变化的关系4.验证机械能守恒定律,高中 选修1-1（粤教版）,探究性实验测量验证性实验第一章 电与磁1.课外实验：身边的静电2.课外实验：电荷之间的相互作用3.课外实验：自作小磁针4.课外实验：电场的分布与物体的形状5.实验一：探究电与磁的关系6.课外知识：磁聚焦与磁约束,第二章 电磁感应与电磁场1.实验二：探究电磁感应现象2.实验三：探究电磁感应定律3.课外实验：利用感应电流制动电动机4.课外知识：简单仪器的妙用（赫兹验证电磁场的存在）第三章：电磁技术与社会发展1.课外活动：定向越野2.中国的能源利用与社会发展3.探究温度传感器4.课题研究：通信技术的发展5.课题研究：科学技术是把双刃剑,第四章：家用电器与日常生活1.课外实验：了解家用电器接地的情况2.课外实验：改装台灯3.课外活动：挑选一套合适的家电4.实验五：了解电阻器、电容器和电感器在电路中的作用5.课外实验：给电烙铁加装“接地线”,高中 选修1-2（粤教版）,实验一：探究油膜法估测分自的大小测定阿伏伽德罗常数的第一人：佩林实验二：利用热量做功的实验研究冷凝器、热力学第二定律演示仪实验三：探究原子结构模型原子核和原子有核结构的发现实验四：测定空气中的放射性物质半衰期放射性同位素应用技术及其发展实验五：核电站工作原理的实践探究活动核电站与火力发电站有什么区别,高中 选修2-1（粤教版）,实验一：串联电路与并联电路的特点实验二：探究闭合电路的欧姆定律实验三：多用表的使用实验四：探究安培力的规律实验五：探究“磁”能否生“电”实验六：探究影响感应电动势大小的因素实验七：探究变压器的电压与匝数的关系实验八：远距离输电与电能损失实验九：电磁波的发射与接收实验十：探究传感器的工作原理,高中 选修2-2（粤教版）,实验一：探究共点力作用下刚体的平衡条件实验二：探究有固定转动轴物体的平衡条件实验三：探究平衡稳定的因素实验四：探究帕斯卡定律实验五：探究弹性形变和范性形变及其能量的转化实验六：探究提高横梁的抗弯性能的措施,高中 选修2-3（粤教版）,实验一：测定玻璃的折射率实验二：测定液体折射率的实验研究实验三：透镜成像规律的实验研究（一）实验四：透镜成像规律的实验研究（二）实验五：观察光的干涉、衍射及偏振现象实验六：本底计数率的测量实验七：建筑材料放射性的测量,香港中学会考实验案例分析,光学：（1）反射定律光源、平面镜、量角器（2）平面镜成像（3）柱面镜的发射柱面镜（4）球面镜成像球面镜,（5）折射定律长方体玻璃、半圆形玻璃（6）折射现象（7）临界角和全反射（8）棱镜潜望镜的制作两个45的玻璃棱镜（9）柱面透镜的折射（10）球面凸透镜成像（11）眼球模型实验眼球模型（12）小孔成像（例子）（2009年日全食）,力学（1）弹簧的拉伸弹簧（2）力的叠加弹簧秤（3）无摩擦运动（4）惯性（5）伽利略假想实验弯曲轨道、滚珠（6）作用力与反作用力绳子、小车、弹簧秤（7）用纸带图表分析运动打点计时器（8）匀加速运动打点计时器、斜坡跑道（9）“硬币与羽毛”实验真空泵,（10）重力加速度的测量（下落法）打点计时器（11）力、质量与加速度（12）力矩原理1米长的直尺、砝码（13）单摆的能量转化打点计时器（14）人体功率的测量（上楼梯）秒表、直尺、磅秤（15）非弹性碰撞打点计时器、斜坡跑道、小车（16）弹性碰撞（17）碰撞中的动能,热学（1）气体分子运动模型布朗运动实验模型（2）将物质加热时的能量传递电热器、温度计、秒表、天平、杯（有盖、搅拌器）（3）水的比热容焦耳计、其他同上（4）高温物质与低温物质的混合（5）冷却曲线烧杯、酒精灯、支架,（6）溶解比潜热同（2）、千瓦时计（7）汽化比潜热同（2）、千瓦时计（8）波意耳定律气压计、针筒（9）气体的体积温度关系电热器、温度计、烧杯、酒精灯、支架（10）气体的压强温度关系电热器、温度计、烧瓶、酒精灯、支架、气压计（11）分子运动论与气体的性质三维分子运动模型,波动学（1）波动的特性长、软弹簧（2）横波模型投影机（3）驻波信号产生器、振动产生器、支架、橡皮筋（4）水波水波槽、投影机（5）波的性质利用以上装置观察水波的反射、折射、衍射、干涉,（6）杨氏双缝实验灯泡、双缝、观察屏（7）可见光谱与红外辐射光源、会聚透镜、棱镜、白屏、光敏晶体管探测器（8）微波实验3cm微波发射器、喇叭形微波接收器、一组铝板（9）声波的干涉信号发生器、扬声器（10）声音的音调、响度和音品信号发生器、扬声器、示波器、几件乐器,电学、磁学和电子学（1）电荷与电力聚乙烯片、有机玻璃棒、羊毛织物、超高压电源、毫安计（2）范德格拉夫起电机实验起电机、一些附件（3）电场图形电场图形演示装置、超高压电源、投影机（4）欧姆定律与电阻电阻线、伏特计、安培计、四个1.5V干电池、滑动变阻器,（5)影响电阻的因素改变电阻线的长度、横截面积（6）用伏特计和安培计量度电阻（7）电阻与温度变化的关系（8）磁铁的磁场磁铁、指南针、有机玻璃板、铁粉（9）电流的磁效应低压直流电源、开关、单芯导线、铁粉、指南针、硬纸板,（10）电磁铁软铁芯（11）作用在电流上的磁力（12）制作电动机模型（13）制作动圈式电表模型（14）探讨电磁感应U形磁铁、铜导线、中心指零式电流计、（15）制作发电机模型,（16）简单变压器C形铁芯（绕铜线）、中心指零式电流计、小灯泡、低压电源（17）输电电源、升压降压变压器、输电线、小灯泡（18）阴极射线示波器（CRO）（19）逻辑门非门、与门、或门、与非门、或非门、6V电源、发光二极管、导线（20）逻辑门的一些应用,原子物理学（1）使照相软片感光放射源（锶-90）、镊子、X射线照相软片、钥匙或硬币（2）金箔验电器实验：辐射的电离效应放射源（镅-241）（3）火花计数器实验：粒子的射程与吸收（4）扩散云室威尔逊云室、镭放射源（5）粒子与氦原子碰撞的模拟实验,（6）盖格弥勒计数器实验G-M管、脉冲计数器、扬声器、放射源、铝片、铅片（7）使粒子的径迹弯折磁铁、G-M计数器（8）本底辐射G-M计数器（9）放射性衰变的模拟实验100粒色子,
