大学物理实验小论文物理仿真实验论文
大学物理演示实验论文
大学物理演示实验论文学校:沈阳化工大学学院:化学工程学院专业:资源科学与工程班级:1101班日期:2012年5月19日星期六研究课题:离心力在生活中的应用 摘要:在惯性参考系中,做圆周运动的任何物体都要受到向心力=F ma 向的作用,它使物体的运动方向发生改变,所受力的方向指向圆心,假如有一质量为m ,绕半径为R 的圆周以线速度v (角速度w )做圆周运动,则其物体所受的向心力的大小为22==v F ma m mRw R向方向指向圆心。
任何事物都有其两面性,因此它在生活中既有利也有弊,所以我们要充分利用其有利的部分,尽量减少其有害的部分,有时弊也会对人们有利,让更多的为人们提供便利造福人们。
关键字:圆周运动 应用 生活 利弊演示目的:演示惯性离心力的效应及其应用。
演示装置:离心力演示仪。
演示原理:在惯性参考系中,任何一个做圆周运动的物体都要受到向心力的作用,向心力是一种效果力,它既可以由某个力单独提供,也可以是多个力的合力提供,它是迫使物体的运动方向发生改变的力,若物体的质量为m,绕半径为R的圆周以速度v(或角速度w)做圆周运动时,其向心力的大小22vF m mRwR==,方向指向圆心。
在本实验中做圆周运动的是弹性圆环,当整个圆环绕其直径做圆周运动时,由2F mRw=可知,在圆环的“赤道”区域,因为做圆周运动的半径最大,所以其惯性离心力也是最大,在两极无惯性离心力,随着圆环转速加快,作用在圆环上的惯性离心力迫使环壁往外拉,圆环克服弹性圆环的弹性力逐渐变扁,圆环停止转动后,由于不再受惯性离心力,于是在弹性力下恢复原状。
离心力在生活中的应用:(1)离心力在天体现象的解释离心力是人们长期以来被人们误解而产生的一种假象力,因为无法找到施力物体,背离了牛顿第三定律,当物体做圆周运动时,类似于有一股力作用在离心方向,离心力就是物体在圆盘上旋转产生背离圆盘中心的力,洗衣机的脱水桶就是使用离心力的作用原理。
离心力F ma=,离心力是在两种条件下产生的,是由物体的惯性运动力和中心束缚力交织在一起产生的,摆脱中心束缚力的物质便离心而去。
大学物理实验论文(5篇)
大学物理实验论文(5篇)高校物理试验论文(5篇)高校物理试验论文范文第1篇物理学是一门试验科学,物理试验是物理学进展的基础。
也可以说是“系统工程”,它集力、热、声、光、电于一体。
高校物理试验作为一门独立设制的课程,是同学动手、观看、制造思维、处理数据、总结写作等综合力量提高的过程,有着其他课程不行替代的作用。
因此不能教条学习,只是简洁地照猫画虎,测几组数据。
应使知其然,还能举一反三,循序渐进。
要在全学年试验中,致使综合力量有全面“质”的飞跃。
只有这样才能真正起到熬炼实效,这就要求试验老师在每个试验过程中乐观引导同学的学习欲望。
2利用物理学史激发同学的爱好光学是讨论客观世界中有关光现象规律的一门学科,通过大量历史资料和出土文物的分析讨论,充分证明我国古代光学在世界科学技术史中的重要贡献。
当时物理学领域内成就最大的是墨家,它是由鲁国的墨翟(公元前480~39年)和他的弟子等所创立。
《墨经》是墨家的集体创作成果,它比古希腊欧几里得(公元前330~275年)“光学”还早百余年,不仅是中国光学的先驱,在世界光学史中也占据先的地位。
《墨经》对光的直进律,做出了精辟的记载,认为从物体上发出来的光线,似乎箭矢一样(“光之人,照若射”),通过精细的观看试验发觉,当两个光源同时照一物,产生本影和半影,还给投影下了一个科学定义:光有所遮挡的地方就是影。
墨家依据光的直进律,制成了世界上最早的针孔照相机。
在十一、十二世纪间,我国科学家郭守敬依据光学原理制成了各种天文仪器,观测天象,取得了丰硕成果[4]。
在教学中我们感到,上试验课缺少足够的时间,应当将试验仪器的一些改进通过演示,使同学明白其有用与便捷。
而我们只能见缝插针,简洁叙述。
例如:在薄透镜测焦距的试验中,以前成像的像屏用的是一个喷漆薄铁片。
共轭法测焦距,要求同学们在观看到大小两个像,我们说这叫“大像追小像”,追的结果是看两像的中心是否重合,这一步是用成像的方法(细调)验证粗调是否调好了,是否“同轴等高”。
趣味物理实验报告论文(3篇)
第1篇摘要:物理实验是物理学学习的重要环节,它不仅能够帮助学生理解抽象的物理概念,还能激发学生的学习兴趣。
本文将介绍一项趣味物理实验——利用空气压力制作简易喷泉,通过实验探究空气压力与水流喷射的关系。
实验过程中,学生将亲身体验科学的魅力,培养动手能力和科学思维。
关键词:趣味物理实验;空气压力;喷泉;科学思维一、引言物理学是一门研究自然界物质和能量运动规律的自然科学。
物理实验是物理学学习的重要手段,它有助于学生将抽象的物理概念转化为具体的、可感知的现象。
为了提高学生的学习兴趣,本文设计了一项趣味物理实验——利用空气压力制作简易喷泉。
二、实验目的1. 理解空气压力的概念及其在生活中的应用。
2. 探究空气压力与水流喷射的关系。
3. 培养学生的动手能力和科学思维。
三、实验原理喷泉的制作原理是利用大气压力将水从喷泉口喷出。
当喷泉口被水填满时,大气压力作用于水面,将水压入喷泉管内。
当喷泉管内的水位达到一定高度时,水从喷泉口喷出,形成喷泉。
四、实验材料与工具1. 空塑料瓶(容量约500ml)2. 针或尖锐物3. 热熔胶枪4. 水泵(可选)5. 热水6. 透明胶带五、实验步骤1. 将空塑料瓶的底部用针或尖锐物扎一个小孔,孔径约为1cm。
2. 将扎孔的塑料瓶装满水,用透明胶带封住瓶口。
3. 将塑料瓶倒置,使孔口朝下,将瓶口放在一个接水容器上。
4. 用热水加热塑料瓶,使其变软。
5. 将加热后的塑料瓶迅速倒置,用热熔胶枪将瓶口与接水容器粘合。
6. 关闭热水,等待塑料瓶冷却,形成密封的喷泉。
7. 当塑料瓶内的水被抽空后,大气压力将水从喷泉口喷出,形成喷泉。
六、实验结果与分析通过实验,我们可以观察到,当塑料瓶内的水被抽空后,大气压力将水从喷泉口喷出,形成喷泉。
这表明空气压力对水流喷射有显著影响。
七、实验总结与反思本次实验利用空气压力制作简易喷泉,使学生亲身体验了科学原理在生活中的应用。
通过实验,学生不仅掌握了空气压力的概念,还学会了如何将理论知识应用于实践。
虚拟仿真技术在物理实验教学的应用论文.doc
虚拟仿真技术在物理实验教学的应用论文以信息技术为工具,使课程内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生的互动方式实现全新的变革,优化教学过程中的各个要素和环节,这是数字化教学与课程融合的要求。
将信息技术有效融入物理教学过程来营造一种新型的教学环境,可实现既能发挥教师主导作用又能充分表达学生主体地位的“自主、探究、合作”教与学,让学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来,使创新精神和实践能力的培养真正落到实处。
笔者在探索数字化教学与物理课程融合过程中,发现了许多非常适合新时期物理实验教学的软件应用。
本文主要以NB物理实验为例,阐述教学软件与物理实验教学融合的策略。
NB物理实验全称“NOBOOK虚拟仿真实验”(基于HTML5技术),支持多终端跨平台访问——电子白板、台式机、一体机、平板电脑等终端均可使用,适应Windows、IOS、Android等平台。
不仅支持教师任意组装实验、不受实验步骤的限制,而且所有实验操作均可呈现准确的实验数据以及逼真的实验现象。
NB物理实验分为NB电学实验、电磁学实验、力学实验、光学实验、热学实验和声学实验6个独立的APP。
教师在课堂教学中可以翻开相应的APP,通过投屏展示实验的操作过程,可较为直观地看到实验的一些现象。
在学生终端上可安装这些软件,可以让学生根据自己的需要,自主设计实验方案、自主选择实验器材、自主搭配和组装实验仪器,并记录实验数据。
该应用软件可帮助学生发现实验设计中的问题,以便在真实的实验环境下,减少实验过程中对仪器的损坏。
学生在家里,也可随时通过软件进展相关的实验操作,并做数据分析。
NB物理实验与物理课程融合的优势及条件如下:(1)NB物理实验是一种全新的网络技术与多媒体技术一体化的虚拟实验系统,它载有适用多系统的软件与APP、多类型的虚拟实验器材、多样化的自主操控平台及多终端互动的教学平台,在真实实验的根底上可实现信息技术与物理实验教学的融合,在延续传统的同时弥补了其缺乏;(2)NB物理实验利用虚拟仪器做实验,用户可以自行设置各种参数,以获得理想的效果;(3)虚拟仪器的应用突破了现有实验条件的限制,排除了各种干扰因素对实验的影响(它与数字化实验系统的融合值得深入研究);(4)我国许多地区的教室多为多媒体教室,大都能配备大尺寸多媒体一体机,无线网络全覆盖,有些学校还拥有移动智能手机终端设备,这些都为NB物理实验进入课堂提供了条件。
物理实验设计论文(5篇)
物理实验设计论文(5篇)物理试验设计论文(5篇)物理试验设计论文范文第1篇一、试验设计教学的必要性1996年上海高考第四(5)题要求测定陶瓷管上匀称电阻膜的厚度,就属于设计型试验.但由于题目给出了全部试验器材和全部相关量,使试验定位在电阻或电阻率的测定上,又大大降低了试验难度,只属于局部设计型试验.无论命题者出于何种考虑,设计型试验究竟半遮半掩地消失了,这多少给教学工提了个醒.1.从小处着眼,加强试验设计教学上海作为高考改革的试点城市,其胜利的改革将为全国高考供应可能的改革方向,甚至一些新奇的题型和情境,都可能为全国高考所借鉴.如1996年全国高考第21题就是从1995年上海高考第一(5)题脱胎而来的.无疑上海高考关于试验设计的考查是又一个胜利的改革举措,极有在全国推广的价值.而物理《考试说明》中要求“会用在这些试验中学过的试验方法”,也为试验设计的考查在全国的推广供应了可能.2.从大处着眼,加强试验设计教学闻名核物理学家钱三强先生在为郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》所作的序中,曾严峻指出:“今日我们科学界有一个弱点,这就是思想不很活泼,这或许跟大家过去受的教育有肯定关系……”我们经常教育同学“应当……”“必需……”;我们的考试题目经常不惜笔墨描述背景、附加条件,最终只有一个小小的空格“是……”.这样培育选的人才在学校是好同学,步入社会是好职员,大脑中只是机械地跳动着两个问题:“你要我做什么?你要我怎么做?”工作经常:“完成”的相当美丽,但思想僵化,毫无创见.这正是我们的悲伤!长期以来的这种教育选拔模式,致使我们现在仍只能在很羞怯地提到几个美籍华人时才有一种借来的荣光与骄傲!思想不活跃,是由于我们给了同学太多的“必需”的限制;思想僵化,是由于我们留给同学太少的“可能”的余地.试验设计的教学,正是活跃思想,培育力量的一种好方法,授以试验的基本方法,让同学自己去考虑有哪些可能的做法,自己会怎么做.二、试验设计的基本方法1.明确目的,广泛联系题目或课题要求测定什么物理量,或要求验证、探究什么规律,这是试验的目的,是试验设计的动身点.试验目的明确后,应用所学学问,广泛联系,看看该物理量或物理规律在哪些内容中消失过,与哪些物理现象有关,与哪些物理量有直接的联系.对于测量型试验,被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示;对于验证型试验,在相应的物理现象中,怎样的定量关系成立,才能达到验证规律的目的;对于探究型试验,在相应的物理现象中,涉及哪些物理量……这些都是应首先分析的.举例来说,要测定地球表面四周的重力加速度,我们就应检索:在所学学问范围内,哪些内容涉及到重力加速度,它与其他物理量有何定量关系,并一一排列出来:(1)在静力学中,静止物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力大小就等于重力,即T=N=mg.若T(或N)和m能测出,则重力加速度g可测定.(2)在超重或失重(但不完全失重)系统中,F-mg=±ma.若F、a 和m可测出,则重力加速度g可测定.(3)在运动学中,物体从光滑斜面上由静止下滑,s=12gsinθt2.若s、θ和t可测定,则重力加速度g也可测定.(4)在运动学中,物体从粗糙斜面上由静止下滑,s=12(gsinθ-μgcosθ)t2.若s、θ、μ和t可测,则重力加速度g也可测定.(5)自由落体运动中,h=12gt2.若h和t可测出,则重力加速度g 也可测定.(6)用重力加速度测定仪测定.(7)在平抛运动中,竖直方向在连续相等的时间内位移之差Δy=gt2.若Δy和t可测,重力加速度g同样可以测出.(8)在斜抛运动中,水平射程可以表示为x=v02sin2θ/g.若x、v0和θ可测出,则重力加速度g也可测出.(9)单摆做简谐振动时,其周期可以表示为T=2πl/g.若T和l可测,则g可测.(10)在焦耳测定热功当量的试验中,若能测出水的质量和上升的温度,算出水增加的内能,再测出重物的质量和下落的高度,同样可测定重力加速度.(11)带电粒子在的匀强电场平行板电容器中平衡时,mg=qU/d.若U、d和带电粒子的荷质比(q/m)可测定,则g可测出.(12)假设一物体在地球表面四周绕地球做圆周运动,mg=GMm/R2,g =GM/R2.…………2.选择方案,简便精确对于每一个试验目标,都可能存在多条思路、多种方案.教材中关于某个试验目标的试验方案,也只是众多方案中的一种,而且不肯定是最好的一种,而只是较可行的一种.那么在众多试验方案中,我们应如何选择呢?一般来说,选择试验方案主要有三条原则:(1)简便性原则即要求所选方案原理简洁、操作简便,各量易测.应尽量避开实施那些原理简单、操作繁琐和被测量不易直接测量的试验方案.(2)可行性原则试验方案的实施要平安牢靠,不会对人身和器材造成危害;所需装置和器材要易于置备,不能脱离实际,不能超消失有条件.(3)精确性原则不同的试验方案,其试验原理、所用仪器以及试验重复性等方面所引入的误差是不同的.在选择方案时,应对各种可能的方案进行初步的误差分析,尽可能选用精确度高的试验方案.以上三原则通常要综合考虑.在前述方案中,方案(1)中常用的测力计误差较大;(2)中F和a均不易测定;(3)中θ和t不易测定且难以保证斜面足够光滑;(4)中θ、t和μ均不易测定;(5)中若用秒表计时人为因素较大,若用打点计时器计时,纸带受振针阻力与通常小物块所受重力相比不能忽视;(6)中仪器先进但一般中学没有;(7)中若用闪光照像技术则是一种好方案,但设备和技术都达不到要求,若用平抛运动的讨论方法误差较大;(8)中θ和v0的测量难度较大;(9)中相对而言较切合中学实际;(10)中需测定的物理量多且很难实行绝热措施;(11)中学阶段不易测定荷质比;(12)只是一个思想试验,无法付诸实践,但可估算,代入数据得g =9.857m/s2,与标准值9.81m/s2只相差4.8.综上所述,中学阶段通常采纳单摆法测定重力加速度.3.依据方案,选定器材试验方案选定之后,考虑该方案需要哪些装置,被测量与哪些物理量有直接的定量关系,这些物理量分别需用什么仪器来测定,从而确定整个试验需要哪些器材.在“用单摆测定重力加速度”的试验中,是利用单摆装置来进行试验的,故需铁架台、细线和摆球等来组装单摆.重力加速度可表示为g=4π2l /T2,周期需用秒表测定;摆长l是从悬点到摆球中心的距离,因此需用米尺和游标卡尺分别测定摆线长度l和摆球直径d.从试验原理表达式可以看出,试验与摆球质量无关,故毋需使用天平.当然,从试验便利性和精确性角度考虑,还需对所选器材作进一步要求,以期把系统误差降到最小.如上述器材中,摆线的伸缩性和质量应较小,摆球的质量应较大.摆线伸缩性大,其长度会随拉力变化而变化;摆球与摆线质量相差越小,系统(摆线和摆球)质心偏离摆球中心越远,误差就越大.为了便于观看,摆球振动的路径宜长,但又要确保单摆做简谐振动,故摆线宜长些,常取1米左右.4.拟定步骤,合理有序试验之前,要做到心中有数:如何组装器材,哪些量先测,哪些量后测,应从正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的试验步骤.对一些可直接测量的物理量,可先行测量;对需通过试验装置才能测定的物理量,须先组装器材,再进行试验、观看和测量.在“利用单摆测定重力加速度”的试验中.原理表达式g=4π2l/T2中的l和T分别为单摆的摆长和单摆做简谐振动的周期.因此应先组装单摆,再测定摆长,最终让单摆做简谐振动,测定周期T.依据所测数据计算出重力加速度g的值.至于过程细节不再赘述.5.数据处理,误差分析高考对此要求不高,但常用的数据处理和误差分析的方法还是应当把握,在设计试验时也应予考虑.三、建议物理试验设计论文范文第2篇。
大学物理实验论文
大学物理实验论文通过这个学期的大学物理实验课程,我体会颇深。
物理实验是物理学习的基础,很多物理实验中我们不只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果。
因为影响物理实验现象的因素很多,产生的物理实验现象也错综复杂。
老师们通过精心设计实验方案,严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现物理问题,使我们通过努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题,考验了我们的实际独立动手能力、思维能力以及分析解决问题的综合能力,加深了我们对有关知识的理解。
比如我通过做实验了解了许多实验的基本原理和实验方法,进行了许多基本操作与基本技能的训练,还学会了基本物理量的测量和不确定度的分析方法、基本实验仪器的使用等,使我深深感受到做实验要具备科学的态度、认真态度和创造性的思维。
总之,通过物理实验课程,获得甚多的心得与体会。
下面说说在做实验时的一些技巧、方法与心得。
第一,养成课前预习的好习惯。
实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要认真地预习,才能在课上更好的学习,收获的更多、掌握的更多。
首先是根据实验题目复习所学习的相关理论知识,并根据实验教材的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的,基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能,正确操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。
第二,上课时认真听老师做预习指导和讲解,把老师特别提醒会出错的地方写下来,做实验时切勿出错。
我第一次上物理实验课的时候我就感觉到物理实验的重要性,也为我以后的实验数据处理带来了极大的方便。
自此我从第二个实验起,在实验前做了大量的实验准备,提前预习、认真写好预习报告、上课认真听讲、弄懂实验原理等。
因此第二个实验在各个方面有了很大的进步,实验仪器的使用熟悉多了,实验仪器的读数也更加精确了,仪器的调节也更加的符合实验的要求。
物理实验论文大学物理实验论文
物理实验论文大学物理实验论文浅谈大学物理实验课程摘要:大学物理实验是大学中一门重要的课程,是高校所有理工科学生都要学习的课程,这门课程可以很好的培养学生的理论分析问题能力和动手能力。
可是在实际教学中,有很多不理想的地方需要改进。
指出了大学物理实验课程现状,分析存在这种现状的原因,提出了几项改进这种现状的措施。
关键词:大学物理实验;教学;学分物理学是一门应用性极强的实验学科,物理规律的研究必须以实验为基础。
[1]物理实验在培养学生实际的操作能力、思维能力、创新意识、创新能力以及科学、严谨的学习态度等方面有着重要的作用。
[2]同时,物理实验在培养学生的科学素养和人生观等方面的作用都是其他课程所代替不了的。
大学物理实验课程是大学物理中的重要分支,在验证物理规律,培养学生动手能力、提高学生的分析问题和处理问题能力上有着不可或缺的地位,也是所有理工科大学生的必修课。
大学物理实验课程有60多课时。
学校的资金投入非常大,很多学校都建有新的实验楼,配备了很多新的实验仪器,开设了一些比较前沿,或是有启发性的实验项目。
大学物理实验课程教学理应得到足够重视,但是现实中有很多不尽如人意的地方,无论是学校的教学,还是学生对大学物理实验课的态度,都没有达到应有的高度。
笔者作为大学物理实验课程的教师,谈谈所见高校大学物理实验课程存在的问题以及自己的一些看法。
一、目前大学物理实验的教学模式和现状长期以来,大学物理实验教学基本上是通过实验验证理论,单向灌输式教育的方式。
在上课模式上,绝大多数时间都是以教师为中心、为主导,学生听从教师的指导和要求完成实验。
教学过程上学生参与非常少,基本都是由教师在实验原理、理论推导和实验过程步骤上做好充分的准备。
具体表现如下:(1)在上课之前教师认真的检查调试,甚至维修好每一台实验仪器,确保仪器能够正常运行,上课时学生在每台仪器上都能按照要求完成实验。
(2)上课时教师安排实验内容,讲解实验原理、实验步骤,绝大多数实验教师还边演示边讲解其中所要注意的事项,讲解需要调节仪器做实验、怎样做实验、要达到什么实验目的、实验中要注意哪些要点等等。
虚拟仿真技术在物理实验教学的应用论文(共17篇)
虚拟仿真技术在物理实验教学的应用论文(共17篇)篇1:虚拟仿真技术在物理实验教学应用论文虚拟仿真技术在物理实验教学应用论文【摘要】本文主要从目前大学物理实验教学现状出发,探讨了虚拟仿真实验教学模式的特点与优势,简单介绍了仿真实验在大学物理实验教学中的应用问题,进而培养创新型人才具有重要的参考价值。
【关键词】大学物理实验;虚拟仿真实验;应用问题1.引言大学物理实验是一门面向理工科学生开设的基础课程,在培养学生动手能力和科学研究方面发挥着重要的作用。
但由于实验仪器复杂、精密、昂贵等原因往往不能允许学生自行设计实验参数、反复调整仪器,不利于学生自行设计实验参数、反复调整仪器、剖析仪器性能和结构、理解实验的设计思想和方法。
而仿真实验的引入能突破课堂实验教学时空条件的限制与约束,相对于传统实验教学能更加容易揭示物理现象与其他重要的内在规律,能给学生提供独立创新的实验平台,充分发挥学生的积极主动性。
实际教学中,由于实验室和师资力量等限制,很难提供给学生大面积实验预习的环境,使学生无法对实验环境建立直观认识;由于教学时间和手段限制,教师也无法有效的对学生的预习情况进行有效检查。
这样导致实验教学中长期存在“走过场”,严重影响了教学质量的提高。
目前,我校已购买科大奥锐科技有限公司开发的实验预习和自动评判系统和大学物理仿真实验教学平台,有效地弥补了传统实验教学中存在的不足。
2.大学物理实验教学现状学生基础薄弱,动手能力差,并且大学物理实验理论性较强。
另外,实验仪器陈旧,内容笼统,多数仪器经过多年的使用过于老旧,易受损。
实验项目也大都趋向于验证性的实验,缺少设计性和综合性的实验项目,与先进的科学技术和实际应用脱轨,对培养学生的科学素养和动手能力作用甚微,导致学生学习的积极性和主动性下降。
目前,专职实验教师稀缺,这就导致了实验仪器设备维护,实验教学效果欠佳。
3.仿真实验在大学物理实验教学中的应用3.1仿真实验的主要优势。
关于大学物理实验中仿真实验的研究
关于大学物理实验中仿真实验的研究【摘要】本文旨在研究大学物理实验中仿真实验的应用。
在探讨了研究背景和研究意义。
在分析了仿真实验在大学物理实验中的应用以及与传统实验的对比,探讨了仿真实验的优势和局限性,并展望了其发展趋势。
结论部分总结了仿真实验在大学物理实验中的作用,提出了未来研究方向。
通过本文的研究,可以更好地了解仿真实验在大学物理实验中的价值和应用前景,为未来相关研究提供参考。
【关键词】大学物理实验、仿真实验、研究背景、研究意义、应用、对比分析、优势、局限性、发展趋势、作用、未来研究方向、总结1. 引言1.1 研究背景研究发现,使用仿真实验可以极大地拓展学生的实验范围和实验内容,使得学生能够接触到传统实验无法涵盖的领域。
由于仿真实验具有可重复、可控制、可变化的特点,可以更好地帮助学生理解物理学原理,提高学生的实验操作能力和数据处理能力。
研究大学物理实验中仿真实验的应用,探讨仿真实验与传统实验的对比分析,分析仿真实验的优势和局限性,以及探讨仿真实验的发展趋势成为亟需研究的内容。
通过对这些问题的深入研究,可以更好地指导大学物理实验的教学实践,提高教学质量,培养具有实验能力和创新能力的物理学专业人才。
1.2 研究意义仿真实验在大学物理实验中的应用越来越广泛,对于提高学生的实验能力和分析能力,促进物理教育的改革和发展有着重要的意义。
通过仿真实验,学生可以在虚拟环境下进行实验操作,降低了实验过程中可能存在的危险因素,保障了学生的安全。
仿真实验还可以扩大实验的范围,模拟一些难以观测或操作的物理现象,提高学生对物理知识的理解和掌握。
仿真实验还可以提高学生的实验效率,节约实验资源,减少实验成本,为大学物理实验的教学提供更灵活、更便捷的选择。
研究关于大学物理实验中仿真实验的意义在于通过探讨其在教学中的应用,可以更好地指导和促进大学物理实验教学的改革和发展,提高学生的实验操作能力和理论水平,为培养具有创新精神和实验技能的复合型人才奠定基础。
大学物理实验小论文
三线扭摆测定物体的转动惯量摘要:通过实验熟悉秒表、水平仪、游标卡尺、米尺等仪器的使用,掌握质量和周期等量的测量方法;了解用三线摆测转动惯量的原理和方法,研究刚体转动惯量与质量分布的关系;最后巩固误差并对测试结果做了分析。
关键词:转动惯量; 质量分布;三线扭摆;平行轴定理引言转动惯量是表征刚体转动特性的物理量,是刚体转动惯性大小的量度,它与刚体质量的大小、转轴的位置和质量分布等有关。
对于简单形状的刚体,可以通过数学方法计算出它绕特定转轴的转动惯量,但对于形状复杂的刚体,如机械零件、枪炮弹体等,用数学方法计算它的转动惯量就非常困难,有时甚至不可能,一般用实验方法测定。
测定刚体转动惯量的方法有多种,本实验采用三线扭摆法。
正文1 转动惯量刚体和质点是力学中两个理想模型。
在刚体动力学中,刚体转动的角加速度正比于合外力矩,即M=J β,式中 J 是一个联系力矩与角加速度之间的物理量,称为转动惯量,转动惯量与刚体的总质量有关,与转轴的位置有关,还与质量相对定轴的分布有关。
一个刚体绕定轴转动的转动惯量等于每个质元离转动轴距离的平方与质元质量的乘积对整个体积的积分,即 2vJ=r dm ⎰。
2 三线扭摆2.1 测圆盘绕中心轴转动的转动惯量三条等长的悬线端点分别位于两圆盘的两个正三角形顶点上,如图所示,设圆盘质量为0m ,把它绕'OO 扭转一个小角度θ,如果取它的最低位置为势能零点,撤去外力矩,在这个过程中由机械能守恒定律得200max 12m gh J ω=( 1 ) 式中 J 0 是圆盘绕中心轴的转动惯量, 2max ω是经过平衡位置时的瞬时角速度, h 是上升的高度。
本实验要求 max θ﹤ 0.1 rad ,圆盘作简谐振动,因此,maxmax 02=T πθω式中 0T 是圆盘摆动的周期,代入式( 1 )得 200022max2m gh J T πθ=( 2 )如图, 222max max1221(1cos )2Rr Rr BC BC h BC BC H Hθθ--==≈+,代入式( 2 )得 200024m gRr J T H π=。
物理实验研究报告论文
物理实验研究报告论文引言物理实验是研究物质和能量相互作用及其规律的重要手段之一。
在此次研究中,我们选择了某个特定的物理实验来探索其中的科学原理,并进一步深入研究其实验结果。
实验目的本次实验的目的是研究和验证X物理原理。
通过实验观察,我们将会探索物理系统的行为,并与理论模型进行比较以验证其正确性。
实验设计本次实验采用了X方法来研究物理现象。
实验所需的材料和仪器包括:•X物质样品•X仪器•实验测量装置实验的步骤如下:1.准备实验所需的材料和仪器。
2.安装实验测量装置,确保其能够准确测量所需的物理量。
3.准备待测物质样品并放置于实验装置中。
4.根据实验要求,依次进行测量并记录数据。
5.分析和整理实验数据,计算所需的物理量。
6.将实验结果与理论模型进行比较并进行讨论。
实验结果与讨论基于所收集到的实验数据,我们得出以下结果:实验条件结果A10B20C30根据实验结果,我们进行了详细的讨论和分析。
通过与理论模型的比较,我们发现实验结果与理论模型相符,验证了X物理原理的正确性。
此外,在实验过程中我们还发现了X现象。
通过进一步研究和探索,我们认为这个现象与Y物理原理有关。
这为今后的研究提供了新的思路和方向。
结论本次实验研究了X物理原理,并成功验证了其正确性。
通过实验观察和数据分析,我们得出了与理论模型相符的结论。
在实验过程中,我们还发现了X现象,并初步推测其与Y物理原理有关。
这为今后的研究提供了新的方向和探索空间。
参考文献[1] 作者1,标题1,期刊名1,年份1[2] 作者2,标题2,期刊名2,年份2[3] 作者3,标题3,期刊名3,年份3。
物理实验论文范文
物理实验论⽂范⽂⼈们对科学的社会功能的认识是在科学的进步中逐渐深化的,因此,对科学教育的认识也是逐渐发展的。
17世纪之前,⼈们认为物理学是远离⽣活实际,物理学家像诗⼈⼀样是浪漫的,所以普通百姓并不关⼼物理学。
18世纪以后,物理学逐渐显⽰其在改变世界⽅⾯的巨⼤威⼒,于是受到⼈们密切关注。
物理学逐渐被公认是社会前进的⽕车头,相应地物理教育也得到重视,⼤量优秀学⽣纷纷涌向物理专业。
物理实验论⽂范⽂1 实验⽬的: 实验器材: 实验步骤: ①在烧杯⾥放⼊适量,将烧杯放在⽯棉⽹上,然后把插⼊⽔⾥。
②把酒精灯点着,给烧杯加热。
③边观察边记录。
④做好实验后,把器材整理好。
观察记录: ①⽔温在 60℃以下时,随着⽔温不断升⾼,杯底上⽓泡,有少量⽓泡。
②⽔温在60℃~90℃之间时,杯底⽓泡逐渐减少,⽓泡上升逐渐。
③在90℃~100℃之间时,⼩⽓泡上升越来越。
④⽔时,⼤量⽓泡迅速上升,温度在不变。
⑤移⾛酒精灯,停⽌。
图象分析: 绘制⽔沸腾时温度与时间变化的图象。
实验结论: ①沸腾是在液体和同时进⾏的现象。
②⽔在沸腾时,温度。
物理实验论⽂范⽂2 摘要:物理实验是⼤学的课程中⼀门基础的学科,是⼤学物理的重要组成部分。
在理⼯科学校或者理科教育中,物理实验和理论有着⼗分重要的地位,是培养学⽣实践能⼒和基本素质的重要课程。
本⽂通过对⼤学物理实验中存在的问题及教学的现状,提出了素质教育和创新在⼤学物理实验中的培养。
关键词:⼤学;物理实验;素质教育;探索 ⼤学⽣的综合素质是⼤学⽣活教育中的重要组成,素质教育是按照科学的⽅式⽅法来培养学⽣的⾃主学习能⼒,最终⽬的是让学⽣具备⾃主的思维能⼒。
通过对⼤学物理实验的改进从⽽提⾼学⽣的综合素质。
在⽬前来看,⼤学物理实验教学中,考核学⽣的⼀般都是完成实验报告等笔式作业,有时则是放⼊⼀定⽐例的操作考试及笔试实验在期末考试中,通过考试这种评价忽略了在物理实验过程中⼤学⽣所体现出的探索精神和实践能⼒等,这种⽅式导致学⽣只注重实验的结果,⽽不重视实验的过程,这很⼤程度上限制了学⽣⾃⼰分析问题和解决实际问题的创造性和灵活性,最后失去了对学习物理学科的兴趣。
大学物理演示实验论文 (2)
大学物理演示实验论文学生姓名:学号:学院:专业班级:日期:一.人造火焰实验现象及心得体会1. 实验现象:仪器下部是由半透明的材料制成的碳火造型,中间有一条透光缝,在缝的下部有一根横轴,轴的四周镶满不同反射方向的小反光片。
光源的光照到反光片上,随着轴的转动,光被随机地反射出来,让观察者感到好象有火苗存在。
当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时,表面会把光线向着四面八方反射,所以入射线虽然互相平行,由于各点的法线方向不一致,造成反射光线向不同的方向无规则地反射,这种反射称之为“漫反射”或“漫射”。
“火焰”的颜色是由背灯的颜色决定的,火焰的亮度差别是由反光点与屏幕的距离决定的,动态的火苗是由动态漫反射呈现出来的。
例如,阳光射到镜子上,迎着反射光的方向可以看到刺眼的光。
如果阳光射到白纸上,无论在哪个方向,都不会感到刺眼。
2. 心得体会:木炭逼真形象的成因,仪器中的“木炭”是塑料薄膜压制炭而成的。
塑料板后面是红色的背灯,塑料板不同的位置厚度成不不同,灯光通过厚的地方看到的效果是偏暗的区域,灯光通通过薄的地方看到的效果是明亮的区域,只要精心的设计好好塑料板的模具,就可以逼真的呈现出燃烧的木炭的形象了。
为了使火苗从炭火堆中窜出,在炭火模型模的后面放置一面反射镜,上面刻有火苗状的透光镜,炭火模炭型与其镜中的像形成对称结构,中间形成一条透光缝,在缝缝的下部形成一根横轴,轴的四周镶满不同反射方向向的小反光片,光源的光照射到反光片上,光源的光照到反反光片上,随着轴的转动,光被随机的反射出来,让我们看到了火苗的存在。
不过此次实验唯一的遗憾就是没有打开仪器的加热开关,没能感受到火炉的温度。
通过学习光学实验,观察各种光怪陆离的实验现象,不不仅增加了自己对于光学实验的兴趣,而且能把课上所学的的关于衍射,干涉,偏振等的知识应用到实际之中,加深了自己对于课堂内容的深刻理解,也有助于今后进一步的理论学习。
本次演示实验,受益匪浅。
二.跳环式楞次定律实验现象及心得体会1.实验现象:1)闭合铝环的演示打开演示仪电源开关,将闭合铝环套入铁棒内按动操作开关。
大学物理论文范文(10篇)
大学物理论文范文(10篇)本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意!第一篇:浅谈大学物理教学改革的研究大学物理是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。
物理学的研究对象是非常广泛的,它的基本理论渗透到自然科学的很多领域,应用于生产技术的各个部门,它是自然科学和工程技术的基础。
它包含经典物理、近代物理和物理学在科学技术方面的应用等基本内容,这些内容都是各专业进一步学习的基础和今后从事各种工作所需要的必备知识。
因此,它是各个专业学生必修的一门重要基础课[1]。
在理工科各专业开设大学物理课的作用,一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础,另一方面是使学生学会初步的科学的思维和研究问题的方法。
这对开阔学生的思路、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人才的素质都将起到非常重要的作用。
同时,也为学生今后在工作中进一步学习新的知识、新的理论、新的技术等产生深远的影响。
1.大学物理教学现状分析21世纪是学技术飞速发展的时代,对人才的要求将更高、更全面,这对我们的大学物理教学也提出了更高的要求,必须跟上时代的步伐。
但是,目前以地理专业大学物理教学为例存在以下问题:(1)大学物理教材的内容中,以经典物理为主,分为力学、热学、光学、电磁学和近代物理,内容各自独立,彼此之间缺乏联系,没有形成统一的物理系统。
教学内容大部分标题与中学类似,学生看到目录后学习热情和兴趣锐减。
(2)经典物理和近代物理的比例极不平衡,经典物理部分占物理教学内容的80%以上,而且基本上都是20世纪以前的成果,没有站在近代物理学发展的高度,用现代的观点审视、选择和组织传统的教学内容。
同时近代物理的内容非常少,特别是没有反映20世纪后半个世纪以来物理学飞速发展的现代物理思想,使学生对近代物理知识知之甚少,与现代物理严重脱节,因此大学物理教学改革势在必行。
物理实验模拟论文
物理实验模拟论文[摘要]:模拟法作为科学研究的一种最基础的方法,已在物理实验教学中日益受到重视,文章介绍了对象模拟、物理相似模拟、过程模拟和模拟放大等几种模拟方法。
[关键词]:物理实验;模拟法;对象模拟;相似模拟;过程模拟;模拟放大模拟法是通过设计与原型相似的模型,并利用该模型来间接地研究原型规律的方法。
它随着生产和科学技术的发展而发展,是人类认识世界和改造世界最基础的方法之一。
此法应用于物理教学可使事过境迁或稍纵即逝的自然现象或过程在实验室重现,可将现象简化或进行时空的放大、缩小,可对那些既不能打开,又不能从外部直接观察其内部状态的系统进行研究。
特别是解决那些尚无简单有效的仪器可演示的实验,模拟法则成了一种重要的辅助手段。
物理实验中的模拟法,根据其特点及主要功能,并结合本人教学实践,分为以下四类。
一、对象模拟就是用放大或缩小了的、相似的,而又能反映事物某方面规律的客观实体来代替研究对象的方法叫对象模拟。
对象模拟的设计思想主要在于下述两种情况:其一是为了突出客观实体的主要矛盾和本质特征,摒弃次要的非本质因素,使研究对象从客观实体中直接抽象出来。
如质点、刚体、理想气体、弹簧振子、点电荷、纯电阻、理想变压器等理想模型,以及天体运动模型,微观结构等几何相似模型。
在研究二极管的单向导电性时,在实验基础上,运用对象模拟法,用自行车气门和进水阀门来模拟单向门。
如此,不但加深对“单向性”的认识,而且激发了兴趣,开阔了思路。
其二是为了解释某些行为和特征而建立起来的模拟。
如地球因自转而产生的科里奥利力比较抽象,在地理课中亦有提及。
我们不妨取一只旧的橡皮蓝球来模拟地球自转,然后将红墨水从上往下滴落在转动的“地球”表面。
此时即可明显看到水痕西边呈扩散状,从而令人信服的说明北半球南流冲刷西岸这一自然现象。
二、物理相似模拟在科学研究和工程技术的许多领域中,人们常常希望利用模拟试验来代替对实际现象的研究,以便使我们可能在一定程度上预言某些在目前尚无法达到的条件下出现的情况。
关于大学物理实验中仿真实验的研究
关于大学物理实验中仿真实验的研究【摘要】本文主要探讨了大学物理实验中仿真实验的研究,包括仿真实验的定义、在物理教学中的应用以及与传统实验的比较。
通过对仿真实验的优势和局限性进行分析,揭示了其在大学物理教学中的前景及未来研究方向。
通过本文的研究,可以更好地理解仿真实验在物理教学中的作用,为未来的教学实践提供理论支持和指导。
仿真实验的引入不仅可以提高实验效率,还可以降低教学成本,使得物理实验教学更加灵活多样化。
同时也要注意到仿真实验在模拟真实实验过程中存在的局限性,需要不断完善和改进其技术和方法,以更好地适应教学的需求。
【关键词】大学物理实验、仿真实验、物理教学、比较、优势、局限性、前景、未来研究方向。
1. 引言1.1 背景介绍在大学物理实验中,仿真实验已经成为不可或缺的一部分。
通过仿真实验,学生可以在虚拟环境中进行各种实验操作,观察实验现象,并通过数据分析和模拟得出结论。
这不仅提高了学生的实验技能,还激发了他们对物理学的兴趣。
随着教育技术的不断发展,仿真实验在大学物理教学中的应用也越来越广泛。
它不仅可以帮助学生掌握物理实验的基本原理,还可以扩展他们的实验经验,培养他们的实践能力和创新思维。
研究大学物理实验中的仿真实验具有重要的理论和实践意义。
1.2 研究意义仿真实验在大学物理实验中扮演着越来越重要的角色,其研究意义主要体现在以下几个方面:1. 提高实验教学效果:传统的物理实验受限于设备、时间和材料等方面的限制,难以覆盖所有知识点和实验方法。
而仿真实验能够模拟各种物理现象和实验情境,让学生在虚拟的实验环境中进行实践,补充传统实验的不足之处,提高实验教学效果。
2. 拓展学生的实验经验:通过仿真实验,学生可以接触到传统实验中无法涉及的高难度实验或危险实验,在理论上进行先行探索,为之后的实际操作打下坚实基础,拓展学生的实验经验。
3. 培养学生的创新思维:传统实验中学生通常是按部就班地进行操作,缺乏探究和创新精神。
大学物理实验小论文物理仿真实验论文
大学物理实验小论文物理仿真实验论文仿真实验在物理实验教学中的应用分析【摘要】仿真实验可以和真实实验互相取长补短,在大学物理教学和学习中共同发挥作用。
本文基于仿真实验的原理,阐述了仿真实验法在大学物理教学中具体应用。
【关键词】仿真实验物理实验物理教学1引言作为一门自然科学,物理是以实验为基础的。
因此,大学物理教学的重要环节是实验教学和演示实验,实验环节是学生应用知识与探究并获取知识过程中的重要组成部分。
仿真实验方法将教学和实验与计算机仿真技术相结合。
仿真实验法在大学物理教学中正逐渐被接受,在大学物理教学中与传统实验相结合而也正被广泛地发展起来。
本文将基于仿真实验的原理,阐述仿真实验法在大学物理教学中应用,旨在为基于仿真实验法的教学方式的开发奠定基础。
2仿真实验系统的原理所谓仿真,指的是系统模型的建立,对一个存在的或设计中的系统进行基于模型的实验和研究。
所谓物理仿真实验,指的是以基本的物理定律为准,用数字化的变量对物理体系的状态进行描述,在此基础上利用计算机的强大计算功能,对这些离散变量在基本物理定律制约下的演变进行计算,使物理过程的规律和方法得到体现。
3仿真实验在物理教学中的应用分析3.1真实实验的作用与不足(1)真实实验的作用。
真实实验最大的作用在于,能使实验者获取第一手感性材料。
要认识物理规律和形成物理概念,首先必须在学习物理的过程中获取一定的感性认识。
而真实实验和学生的生活环境提供的物理事实是这种感性认识最重要的来源。
此外,真实实验真实、形象、生动的特点,有助于提高学生的操作技能,培养学生的学习兴趣,还能激发学生探索科学的欲望。
对于物理实验中所涉及的大量的实验仪器和实际的器材、材料,学生都可以通过真实实验获取最直接的感性认识。
(2)真实实验的不足。
真实实验的不足之处在于,由于常受到仪器本身的限制,导致无法开设和进行某些实验。
此外,真实实验结果会由于实验仪器本身的因素带来很大的误差,而某些具有一定危险性的真实实验,大批学生参与就不太现实。
大学物理仿真实验论文
仿真论文透射电子显微镜(TEM)发明于1932年*.当时使用的电子的能量是50keV.二十世纪80年代100keV量级的电镜的分辨率达到0.2nm,实现了直接观察原子的目标, Ruska (1907-1988)在1986年(发明TEM54年后)和两位扫描隧道显微镜发明人一起获得诺贝尔物理奖.TEM的优点是可以对应地观察薄晶体的显微像和电子衍射图样,配置X射线能谱后还可以确定样品微区成分.它被广泛地用来测定薄晶体的结构、缺陷、凝聚状态.它还可以用来观测生物大分子的结构(分辨率优于1nm),1982年英国克鲁格因发展电子显微学观察到病毒等的结构而获得诺贝尔化学奖. 专门的微衍射和微区成分分析方法的空间分辨率可以优于2nm.透射电子显微镜由电子枪(照明源、接地阳极、光阑等)、双聚光镜、物镜、中间镜、投影镜等组成. 电子显微镜的热发射电子枪由高温的钨丝尖端发射电子,高级的场发射电子枪在高电场驱动下通过隧道效应发射电子. 场发射电子束的亮度显著提高,同时能量分散度(色差)显著减少,使电子束直径会聚到1nm以下仍有相当的束流.双聚光镜将电子枪发出的电子会聚到样品,经过样品后在下表面形成电子的物波,物波经过物镜、中间镜、投影镜在荧光屏或照相底片上形成放大象.为了获得更高的性能,目前生产的新型TEM的结构更为复杂(图3),如透镜有:聚光镜两个,会聚小透镜,物镜,物镜小透镜,三个中间镜,投影镜等. 这样的结构可以在很大范围内改变像的放大倍数,并被用来实现扫描透射成像(STEM,需要利用偏转线圈)、微衍射和微分析(加上X射线能谱仪).物波在物镜的焦平面上形成衍射图样,各个衍射波经过透镜汇聚成第一中间像。
改变中间镜、投影镜电流(即改变它们的焦距),将试样下表面的物波聚焦到荧光屏或底片上得到的是显微像(左). 当中间镜、投影镜改变焦距将焦平面的衍射图样聚焦到荧光屏或底片上得到的是衍射图样(右). 透射电子显微镜的一大优点是:可以同时提供试样的放大像和对应的衍射图样。
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大学物理实验小论文物理仿真实验论文
仿真实验在物理实验教学中的应用分析
【摘要】仿真实验可以和真实实验互相取长补短,在大学物理教学和学习中共同发挥作用。
本文基于仿真实验的原理,阐述了仿真实验法在大学物理教学中具体应用。
【关键词】仿真实验物理实验物理教学
1引言
作为一门自然科学,物理是以实验为基础的。
因此,大学物理教学的重要环节是实验教学和演示实验,实验环节是学生应用知识与探究并获取知识过程中的重要组成部分。
仿真实验方法将教学和实验与计算机仿真技术相结合。
仿真实验法在大学物理教学中正逐渐被接受,在大学物理教学中与传统实验相结合而也正被广泛地发展起来。
本文将基于仿真实验的原理,阐述仿真实验法在大学物理教学中应用,旨在为基于仿真实验法的教学方式的开发奠定基础。
2仿真实验系统的原理
所谓仿真,指的是系统模型的建立,对一个存在的或设计中的系统进行基于模型的实验和研究。
所谓物理仿真实验,指的是以基本的物理定律为准,用数字化的变量对物理体系的状态进行描述,在此基础上利用计算机的强大计算功能,对这些离散变量在基本物理定律制约下的演变进行计算,使物理过程的规律和方法得到体现。
3仿真实验在物理教学中的应用分析
3.1真实实验的作用与不足
(1)真实实验的作用。
真实实验最大的作用在于,能使实验者获取第一手感性材料。
要认识物理规律和形成物理概念,首先必须在学习物理的过程中获取一定的感性认识。
而真实实验和学生的生活环境提供的物理事实是这种感性认识最重要的来源。
此外,真实实验真实、形象、生动的特点,有助于提高学生的操作技能,培养学生的学习兴趣,还能激发学生探索科学的欲望。
对于物理实验中所涉及的大量的实验仪器和实际的器材、材料,学生都可以通过真实实验获取最直接的感性认识。
(2)真实实验的不足。
真实实验的不足之处在于,由于常受到仪器本身的限制,导致无法开设和进行某些实验。
此外,真实实验结果会由于实验仪器本身的因素带来很大的误差,而某些具有一定危险性的真实实验,大批学生参与就不太现实。
客观环境中的一些影响也容易影响到真实实验结果,而一些抽象的物理现象更是难以用真实实验使学生获得感性认识,不利于学生的探究式学习和自主学习活动。
3.2仿真实验的优点与局限
3.2.1仿真实验的优点。
可以用仿真实验来改进甚至是取代上述真实实验存在的不足。
仿真实验可以对实际的物理环境进行逼真地模拟,此外仿真实验还具备一些真实实验无法取代的优越性,主要体现在以下几个方面:
(1)仿真实验由于是虚拟的,因而具有良好的可扩展性。
基于计算机仿真技术的物理实验在虚拟的环境下能够突破仪器设备、教学空间的限制。
仿真实验可以组合各种基本物理单元,拓展实验项目的开设范围。
(2)普通物理实验受到实验仪器本身的限制, 难以有尽如人意的实验效果。
在计算机仿真的支持下,可以模拟一些在现实实验环境下难以完成的重要的物理实验, 对常规实验仪器的不足进行了弥补, 实验的演示效果得到了较大幅度的提升。
(3)在计算机虚拟的环境下,现实条件下不可能完成的实验均可由仿真实验完成。
例如物理系统在极高温度和极低温度下的特性,就必须借助计算机虚拟技术才能以实现。
(4)仿真实验可以完成实验室无法完成的真实物理图景和真实实验无法完成的抽象的物理现象。
例如电学实验中的磁场,静电场分布等等。
3.2.2仿真实验的局限。
与真实实验相比,尽管仿真实验有着一定的优越性,同时也具有一些难以克服的局限性,具体表现为以下几方面:
(1)仿真实验只能为实验者提供虚拟的实验环境,在这种实验环境中,学生难以感受到对客观物质世界最真实的感性认识。
而学生的物理知识认知必须建立在丰富的感性认识基础上,这只能由学生们在真实实验中进行积累。
(2)仿真实验在事实上完全脱离了来自真实物理环境中复杂因素的影响,这就使实验结果可以直接向实验者的预期前进,这个特点的优势在于提高了实验效率,可同时也有难以克服的缺点,即实验缺少了分析客观环境的过程,缺少了评估实验结果过程中的解决问题和分析问题的相关过程,无法体现出综合能力的培养效应。
4.仿真实验在高校理工科物理教学中的具体应用
本文以“分光计的调节及棱镜折射率的测定”为例,阐述高校理工科物理教学仿真实验的设计与具体应用。
作为大学物理实验基础物理实验部分,《分光计的调节及棱镜折射率的测定》的教学目标主要为以下几个方面,包括(1)基本物理量的测量、(2)基本实验仪器的使用、(3)基本实验技能的训练、(4)基本测量方法与误差分析等,是适合各专业的普及性实验。
本文所设计的仿真实验具体阐述仿真的制作过程以及学生的具体使用。
(1)具体元件的制作。
在高校物理“分光计的调节及棱镜折射率的测定”实验中,涉及到不少种类的仪器设备,构造复杂,操作步骤多,构造复杂。
本文以Macromedia公司的FLASH为平台,相关的元件涉及到螺钉元件、狭缝像元件等,篇幅所限,本文选取螺钉元件为例。
此元件应用于实验的望远镜高低调节、载物平台调节等等。
在此以望远镜高低调节螺钉为例,螺钉元件在顺时针调节时上移,改变望远镜倾斜度,并触发在竖直方向位置的十字像移动。
下面是其核心代码: on (release) {
if (wyj._rotation<2.4){
_root.szxiangl._y-=3;
_root.szxiang2._y-=3;
wyj_rotation+=0.20000000000000001;
mj_rotation+=0.20000000000000001;
ld1._y+=0.28;
_root.xfxiang._y-=3;
}
}
(2)具体场景的制作。
为实现仿真实验的不同内容,可以在利用FLASH制作仿真实验时利用多个场景,分不同的帧来实现诸如最小偏向角测量、棱镜顶角测量、分光计的调节等内容。
具体可以基于场景的时间轴新建一个“帧”,将需要的元件从“库”中拖入舞台。
(3) 具体实验操作的交互。
在“分光计调节”之后进行“棱镜顶角测量”,采用自准直法:将望远镜转动后使之对着三棱镜的一个反射面,与分化板竖直叉丝重合,读取此时读数圆盘上的左右读数,通过重复操作,结合公式得到棱镜的顶角。
以上这些操作的实现主要通过脚本代码来进行,包括帧动作添加、按钮动作添加以及影片剪辑动作等等。
(4) 仿真实验的使用。
学生可以在客户端通过点击文字进入相应的部分学习。
实验前,可以先浏览分光器的介绍,利用动画剪辑来呈现分光器的的内部结构与原理;随后进行分光计的调节,进行每一步
操作时,实验者都能从目镜窗口中观察到相应的实验现象。
此处设计了几组动画,包括“棱镜顶角测量”、“最小偏向角测量”,让实验者对即将进行的操作过程进行熟悉。
此后可以进入“棱镜顶角测量”操作界面,学生在仿真环境从目镜中观察到实验“读数圆盘”中读数,并进行数据处理,将数据填入实验报告。
5 结束语
与真实实验一样,仿真实验在大学物理教学中正在得到越来越广泛的应用。
仿真实验突破了仪器设备、教学空间等因素的限制;成为大学物理教学的重要辅助手段,成为学生研究性学习和自主学习的不可或缺的工具。
虽不能完全取代真实实验,但仿真实验可以和真实实验互相取长补短,在大学物理教学和学习中共同发挥作用。
参考文献
[1] 代红权,陈海燕.Mat lab符号计算及其在大学物理中的应用[J].
[2] 胡守信,李柏年.基于MATLAB的实验[M].
[3] 霍剑青,王晓蒲.大学物理仿真实验的研制和教学实践[J].
[4] 董海宽,费英.大学物理仿真实验教学探讨[J].。