实验教师的实验技能

一. 基本仪器的使用技能：
1.3会正确读数 实验中要掌握读数的一般方法，关键是读出仪
器的最小刻度值，会从最小刻度值之间估计出一 位有效数字（实验之前要弄清有效数字的含义） 同时还要注意读数的正确姿势。如：从天平的标 尺上读数时，视线要与标尺上的游码相平，不能 俯视或仰视。 从量筒上读数时，视线应与凹（凸）液面的最低 （高）处保持相平，不能俯视或仰视。
质量（力） 电阻（粗测） 电流（电压）
温度
测量仪器
刻度尺、游标卡尺、 螺旋测微器
秒表（停表）、打 点计时器
天平（弹簧秤） 欧姆表
电流表（电压表） 温度计
2．常见间接测量的物理量及其测量方法
有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测量和 可直接测量的基本物理量之间的关系，将待测物理量的测量转化 为基本物理量的测量。
2.在非零数字之间或在非零数字之后的零都是有效数字。如：1.005m、12.40cm、 6.000kg均为四位有效数字。
3.在非零数字之前的零不是有效数字。如：0.012cm、0.45mm、0.0056kg均是两 位 有效数字，而“1”、“4”、“5”前面的零均不是有效数字。
以上三种情况可概括为：
从左往右数，从第一个不为零的数字起，数到右边最末一位估读数字为此，包 括末位的零都是有效数字。
实验数据处理的方法
（2）算术平均值法 将待测物理量的若干次测量值相加后除以
测量次数，即得该待测量的算术平均值。
实际应用上往往用多次测量值的平均值代 替真实值。
求取算术平均值时，必须按原来测量仪器 的准确度决定应该保留的有效数字的位数。
实验数据处理的方法
（3）图像法 测得的量按自变量和应变量之间的关系在直
（4）逐差法 一般用于等间隔线性变化的测量中。
3.4实验误差及其处理
1、误差: 测量值与真实值之间的差异。误差不是 错误，在测量时误差是不可避免的。
真实值：是指被测物理量在规定的时间和空间 内的客观大小，即物理量的真实值。实验中真实值 是得不到的，通常用多次测量的算术平均值来代替 真实值，且测量次数越多，平均值就越接近真实值。
实验仪器的选择
测量类仪器的选择： 2.精度选择：所选用仪器的精度直接影响着测量
读数的有效数字的位数，因此应在使用前了解 仪器的精度，即看清仪器的最小分度值。其中 螺旋测微器和秒表的最小分度是一定的。但游 标卡尺上游标尺的最小分度、天平游码标尺的 最小分度、弹簧秤和温度计刻线的最小分度， 都因具体的仪器情况不同而有所差异，电流表、 电压表和多用电表则会因所选择的档位不同而 造成最小分度值有所不同，因此在进行这些仪 器的读数时，一定要看清所选的档位。
②仪器不能进行零位校正，如磨损的米尺等，则在测 量前应先记下初读数，以便在测量结果中加以修正。
2． 水平、竖直调整
在实验中经常遇到要对使用仪器进行水平和
竖直的调整，如调气垫导轨的水平或支柱 的竖直。这种调整可借助重垂线与水平仪。 几乎所有需要调整水平或竖直状态的实验 装置都在底座上装有三个（或二个）调节 螺丝。
物理实验中的基本调整技术
实验中仪器的调整和操作技术十分重要，正确的调整 和操作不仅可将系统误差减小到最低限度，而且对提高 实验结果的准确度有直接影响。有关实验调整和操作技 术需要通过一个个具体的实验的训练逐渐积累起来，熟 练的实验技术和能力只能来源于实践。
在实验过程中，我们必须养成良好的习惯，在进行任 何测量前首先要调整好仪器，并且按确的操作规程去做。 要懂得：任何正确的结果都来自仔细的调节、严格的操 作、认真的观察和合理的分析。
实验教师的实验技能
一. 基本仪器的使用、读数、选择技能 二.科学规范操作实验的技能 三.数据的记录、处理、误差分析 四.实验报告的完成 五.常用实验的设计方法
实验教师的实验技能
1 使用基本仪器的技能： 中学物理实验的基本仪器主要有：刻度尺、量筒、
秒表、天平、温度计、测力计、电压表、电流表， 滑动变阻器、电阻箱、游标卡尺、螺旋测微器、 电磁打点计时器、电火花计时器，多用电表等。
电学仪器的选择与使用
二. 科学规范的实验操作技能
实验教学中注重基本操作的规范性，养成 良好的实验习惯。比如：实验前检查仪器， 查看灯泡的额定电压、凸透镜的焦距、测 量工具的量程和分度值、弹簧测力计调零 等等；实验中画电路图、正确记录实验数 据等。
二. 科学规范的实验操作技能 要正确的安装和调整仪器，正确连接电路。
(2)相对误差 相对误差等于绝对误差与真实值之 比，常用百分比表示，反映了实验结果的精确程度。
在难以减小绝对误差时，增大真实值是减小相对误 差的简易而有效的方法。
4.误差分析减小误差的方法 （1）减小偶然误差：
☆多次测量，求其平均值 ☆多次测量，作图象求值
（2）减小系统误差： ☆减小系统误差措施：完善实验原理、 改进实验方法、恰当选择仪器精度、 量程、校准测量器材。
测量值：由测量仪器直接读出的物理量的数值 或将测量数据直接带入公式计算出来的物理量的数 值。
2、从误差来源看，误差可分为系统误差和偶然误差 (1)系统误差 主要是由于实验原理不够完善、实
验仪器精度不够、实验方法粗略而产生的。基本特点：
实验结果对真实值的偏差总是具有相同的倾向性，即
总是偏小或偏大。减小方法：改善实验原理，提高实 验仪器的测量精度，设计更精巧的实验方法。
模 块
待测物理量
基本测量方法
力 学
速度 加速度
功
①利用纸带，vm Sn 2TSn1；②利用平抛，v x
g 2y
①根利据用纸带W， 逐Ek差转法化a为 T测S2 量；m②、利v用单摆g
4
T
2L
2
电阻（精确测 ①根据 R U 转化为测量U、I（伏安法）；②电
量）
阻箱（半偏I 、替代）
电 学
电功率
根据P=UI转化为测量U、I
4.有效数字的尾数与小数点的位置无关.如：21.56cm、216.5mm、21 . 56m均为四 位有效数字。
5.乘方不算有效数字。如：3.6×103kg,不是五位有效数字而是两位有效数字。 5400m与5.4×103m所表示的有效数字位数是不同的，前者为四位有效数字， 而后者为两位有效数字，所表示的意义也毫不相同，前者末位的“0”是估读 的，后者“4”是估读的。前者所用的测量工具的最小单位为10m，后者所用 的测量工具的最小单位是1000m。
细调：利用光学系统本身或者借助其他光学仪 器，依据光学的基本规律来调整。例如，透镜 成像规律，用自准直法和二次成像法调整时， 移动光学元件，使像没有上下左右移动。
三. 实验数据采集、记录、处理的技能
3.1.常见实验数据的采集方法
1．利用测量工具直接测量基本物理量
模块
基本物理量
长度
力学
时间
电学 热学
一. 基本仪器的使用技能：
1.4 根据测量仪器的构造原理，掌握它的使用方法和 使用规则
使用基本仪器的技能必须要注意把握仪器的使用方法 与理解仪器原理结合起来，这样既有利于巩固基础 知识，又能理解为什么这样使用仪器，只有理解了 仪器原理，使用起来才会更加应用自如。
如：天平是根据杠杆的平衡原理制成的，因此，使用 前和称量时要保证横梁处于平衡状态，同时必须严 格保护刀口，要理解保护刀口的重要性，从而自觉 遵守使用方法和规则。
用重垂线调整竖直时，只要下悬的锤头尖
与底座上的座尖对准即可。用气泡水平仪 调整时，则要使气泡居中。一般水平与竖 直调整可相互转化，互为补充。
3.共轴调整
光学仪器：都要求仪器内部的各个光学元件主光 轴相互重合。为次，要对各光学元件进行共轴 调整，一般可分成粗调和细调两步来进行。
粗调：用目测法判断，使各元件所在平面基本 上相互平行，将各光学元件和光源的中心调到 基本上垂直于自己所在平面的同一直线上。这 样，各光学元件的光轴就大致接近重合了。
3.3.实验数据的分析、处理方法
（1）列表法 把被测物理量用表格的形式分类列出的方 法。
记录表格一般应包括表号、标题、主栏、宾栏、 数据、备注等。
列表法大体反映某些因素对结果的影响效果 或变化趋势，常用来作为其他数据处理方法的 一种辅助手段。
实验次 数
1
2
小车质量 m(Kg)
3
4 5 6
1 / m a m/ s2 （）
(2)有效数字 带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字.有效数字的最
后一位是测量者估读出来的(在此要求学生要清楚的知 道哪些实验仪器有估读数,哪一些没有,例如:游标卡尺就 没有估读),因为这一位数字是不可靠的,也是误差所在 位.
（3）有效数字位数的确定方法
1.一切不为零的数字都是有效数字。如：12.43cm、2.345m、4.325kቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ都是有效数 字，均为四位有效数字。
(2)偶然误差 是由于各种偶然因素对实验者和实 验仪器的影响而产生的，如测量环境(或条件)的不稳 定、实验者的经验不足。特点：总是有时偏大，有时
偏小，且偏大和偏小的机会相等。减小方法：多次实 验取平均值。
3、从数据分析看，误差分为绝对误差和相对误差 (1)绝对误差 是测量值与真实值之差。在直接用
仪器测量某一物理量时，提高测量仪器的精度是减 小绝对误差的重要方法。
一. 基本仪器的使用技能：
1.2测量仪器的零点调节或校正 使用仪器之前要将测量仪器进行调零或校正。
在中学物理实验中通常进行的是调零，这一 步骤是必须要做的，否则我们所测得的实 验数据将是不准确的。
还要懂得零点是相对的，使自己养成使用基 本测量仪器前调零或校正零误差的习惯。 如：对天平、刻度尺，螺旋测微器等仪器 要学会零误差修正。
对于这些仪器我们不仅要了解它们的构造、原理和 用途，还要掌握它们的量程、使用方法和操作规 则。
一. 基本仪器的使用技能：