喷泉实验教学设计doc资料
物理创新设计实验报告 大学物理
浙江海洋学院 物理创新设计实验报告 实验名称：利用霍尔效应法测量空间的磁场分布指导教师：鲁晓东 专业：数学与数学应用 班级：B10数学 实验者：于祥雨吴联帅 学号：100601108 100601118 实验日期：2011年12月01日
利用霍尔效应法测量空间的磁场分布 实验者：于祥雨 同组实验者：吴联帅 指导老师：鲁晓东 （B10数学 100601108 654495 ;B10数学 100601118 670903） 【摘要】通过霍尔效应法测量霍尔电流和励磁电流的方法，并使用“对称测量法”消除副效应的影响，最终通过多组数据的处理，得出空间磁场分布。 【关键词】霍尔效应；霍尔电流；对称测量法；磁场分布 一、引言 空间磁场实际存在，但是人眼看不到，因此用直接的方法测量是行不通的。本实验正是考虑了这点，通过测量霍尔电流和励磁电流的方式，通过霍尔电流、励磁电流和磁场强度的关系，间接的测出磁场强度。并结合多组数据的处理，最大程度减小误差，使实验更加科学、严谨，从而使得实验方法具有可实施性和借鉴性。 二、设计原理 2．1简介 置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这一现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广泛的应用前景。掌握这一富有实用性的实验，对日后的工作将有益处。 2.2霍尔效应 霍尔效应是磁电效应的一种，当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这个电势差就被叫做霍尔电势差。 导体中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。 因此，对于一个已知霍尔系数的导体，通过一个已知方向、大小的电流，同时测出该导体两侧的霍尔电势差的方向与大小，就可以得出该导体所处磁场的方向和大小。 2.3实验原理 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场H E 。如图2-1所示的半导体式样，若在X 方向通以电流H I ，在Z 方向加磁场B ，则在Y 方向即试样2-4电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对图2-1所示的N 型试样，霍尔电场为Y -方向。显然，霍尔电场H E 是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力H eE 与洛伦兹力evB 相等，样品两侧电荷的积累就达到动态平衡，故： H eE evB = （2.3.1） 其中H E 为霍尔电场，v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。
氨气喷泉实验的探究与设计-教学设计
《氨气喷泉实验的探究与设计》 一、实验教学目标 1、知识与技能 (1)理解喷泉形成的原因及条件。 (2)知道喷泉实验的基本操作及生活中的应用 2、过程与方法 通过小组自主设计实验来激发学生兴趣，培养学生的观察能力和动手能力进一步提高分析问题的逻辑思维能力和语言表达能力。 3、情感态度与价值观 通过分组讨论和实验装置的改进，感受化学实验在化学研究中的重要性，体验科学探究过程的艰辛与喜悦，培养实事求是的科学精神，增强学习化学的兴趣，探究意识和团队协作精神. 二、实验内容设计 1.教材分析 本节内容位于高中化学人教版必修1第四章第一节中与氨有关的喷泉实验。喷泉实验是中学化学的一个重要性质实验，也是一种自然现象。本节的设置力图通过问题引领学生知道氨气喷泉实验的原理及形成条件并在氨气喷泉实验的基础上，进行实验改进探究。在探究过程中，培养学生善于分析问题、思考问题、解决问题的能力，提高加强学生的分析能力、观察能力、探究能力、创新能力等，并让学生学会实验探究的方法，为后面实验学习提供方法。 喷泉实验的原理是：凡是化学反应结果能形成体系内外压强差的实验，均可设计成喷泉实验。 2.学情分析 通过氨及氨盐的学习，学生已经掌握了氨极易溶于水；在常温常压下1体积的水中能溶解约700体积的氨；氨溶于水时，大部分NH3与H2O 结合形成一水合氨，一水合氨部分电离成NH4+和OH-而呈弱碱性，使
酚酞试液变红等有关知识。通过高一年级的学习，学生还掌握了氯气、二氧化碳气体、二氧化硫气体、硫化氢气体通常状况下在水中的溶解情况，为“喷泉”原理的探究奠定了基础。从心理特点上，他们有强烈的好奇心和求知欲，有利于实验的探究。 3.教学重点和难点 （1）重点：氨气喷泉实验形成的原因和条件；氨气喷泉实验形成的关键 （2）难点：氨气喷泉实验形成的关键 三、实验方法设计 1.教法学法分析 教法：实验探究法、启发式教学、理论联系实际的教学方法 学法：小组合作交流讨论、亲密合作，获取新知。 四、实验教学环境 实验仪器：烧瓶，烧杯，试管，导管，橡皮塞，铁架台，止水夹，乳 胶管 实验药品：氢氧化钠、浓氨水、酚酞试液 五、教学过程设计 本节课的教学流程如下： 提出问题→剖析实验原理→设计实验→分组探究→归纳小结
初中物理创新实验设计方案1
初中物理创新实验设计方案 一、实验课题名称：惯性定律演示仪 二、实验设计思路： 运用惯性定律（牛顿第一定律）：物体在不受任何外力作用的时候总保持静止或匀速直线运动（物体总保持原有在运动状态直到有外力迫使它改变为止） 三、实验或实验器材在教材中所处的地位与作用： 该实验是八年级物理第八章第二节内容，在已经学习了牛顿第一定律的基础上，研究所有物体都具有惯性，对于学生理解、学习、运用牛顿第一定律以及惯性的知识具有相当重要的作用。 可以说，这个实验是探究物体惯性的核心演示实验，一旦学生通过观察本实验仪的演示，必定会十分深刻在理解和掌握惯性在相关知识。 四、实验器材： 长木板、小车、弹簧、直塑料细管、漏斗、橡皮筋、细线、弹珠、铁钉 五、实验原型及不足之处: 传统的实验方法是使用控制变量法，使两种物质的质量相等，吸收的热量相同，通过观察温度计上示数的变化，得出结论：温度计示数上升较快的物质，升高1℃所需的热量较少，吸收热量的能力较小（即比热容较小）。它的不足之处： ⑴水和食用油吸收相同的热量用这套实验装置有较大的误差，容易受到外界环境的影响（如风向、石棉网的初温、两个酒精等的火焰有大小等）不便于控制； ⑵通过实验得出的结论是：吸热能力的大小与温度的变化成反比，学生要多转动一下思维才能理解，结论没有改进后的直接； ⑶所需要的实验器材也比较多，不利于实验的准备与操作。 ⑷所用烧杯体积过大，与空气的接触面积过大，所以散热过多，造成实验测量误差过大。 （如图） 六、实验创新与改进之处： ⑴将两套装置合二为一，减少了小组实验时对器材的需要；
⑵便于控制相同时间内吸收的热量相同这个变量，误差更小； ⑶两试管与空气的接触面更小，散热较少，误差较小； ⑷将烧杯较大的吸热面改为试管底部较小的吸热点（两试管型号相同、质量相等），就保证了相同时间内吸收的热量相同 ⑸实验中，将原实验观察温度计示数变化改为观察并记录两物质升高相同温度时的时间，这样做的好处是使实验结论更直接； （如图） 七、实验原理： 通过控制两物质质量相等、吸收热量相同、升高相同的温度等因素，来观察手中的秒表。升高相同温度时，所用时间较长的物质吸收的热量自然多一些，单位质量吸收热量的能力更强（即比热容更大一些）。 说明：完成实验时需控制的几个量 ⑴两试管型号相同、质量相等； ⑵试管中的水和食用油质量相等； ⑶试管中的水和食用油初温相同（可将两试管放入装有冷水的同一烧杯中1～2分钟）； ⑷相同时间内两试管吸收的热量相等； ⑸两试管中的液体升高相同的温度； 改变的量： ⑴升高相同温度时所需要加热的时间不同； ⑵升高相同温度时所吸收的热量不同。 八、实验操作步骤： ⑴将装有质量相等的水和食用油的试管插入事先准备好的同一烧杯的冷水中1～2分钟，保证两试管中液体的初温相同； ⑵将初温相同的两试管从冷水中拿出来同时放入正在加热的石棉网上，并放入温度计（同时按下秒表开始计时），观察通过热传递获得热量的两试管中温度计的变化； ⑶在温度计达到70℃时分别记下所用的时间； ⑷比较升高相同温度时所用时间的不同； ⑸得出结论：升高相同温度时，所用时间较长的物质吸收的热量较多，吸收热量的能力较强（比热容较大）。
高中化学喷泉实验创新设计
实验专题之四喷泉实验 一. 关于喷泉实验 氨气的喷泉实验是一个很基础也很有趣的演示实验,高考也经常考查与喷泉实验有关的知识,并且考查的内容越来越新颖多样。喷泉实验利用氨气在水中溶解度很大（体积比1：700），在短时间内烧瓶内气压减小，从而使外界大气压大于瓶内气压，在打开活塞后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。 基于喷泉实验汇总的问题主要有以下几个： (1)这个喷泉实验的原理跟生活中见到的喷泉原理一样吗？不一样的话，能否将生活喷泉的原理搬到化学实验中？ (2)老师在课堂演示时有时会出现实验失败，到底是什么原因导致的？有什么方法可以提高实验的成功率？ (3)除了形成单一的红色喷泉，能不能形成其他颜色的喷泉呢？如果可以要选用什么药品？能不能设计出彩虹般的喷泉？ (4)作为喷泉实验原料气的溶解度应是多少？难溶或不溶性气体能否形成喷泉？ (5)喷泉实验的装置如何进行改进和创新？能不能设计出双喷泉甚至三喷泉？ (6)实验中有哪些因素会对喷泉的效果有影响，如导管的高度，实验时的温度，吸收液的温度等等？ 由此拟定研究方向：①化学喷泉与生活喷泉的联系；②喷泉实验的改进研究；③彩色喷泉的探究。让学生自由选择研究方向，设计实验对相关内容进行探究。 二.生活喷泉与化学喷泉 课堂上演示的喷泉实验，是减小烧瓶内气压并在外界大气压的作用下，形成喷泉。而广场上多姿多彩的喷泉原理是增大内部气压，在正常大气压下形成喷泉，原理与火山喷发类似。于是，本课题将生活中形成喷泉的原理在实验室进行模拟。 实验一：利用MnO2加快H2O2分解氧气，加大烧瓶内压强，在空气中形成喷泉 H2O22H20+O2 图1 图2 步骤： 1、先关闭导管上的止水夹，向烧瓶中放入MnO2，分液漏斗中装H2O2,快速塞紧胶塞，打开分液漏斗，使烧瓶中快速聚集氧气，气压增大； 2、在一段时间后，打开止水夹，烧瓶中的水受到高压而喷出，在导管的出口处形成喷泉。（装置如图1所示） 实验二：加热氨水使烧杯内压强增大从而形成喷泉
液体的热胀冷缩-公开课教案
液体的热胀冷缩 【教学目标】 科学概念： 1.水受热时体积膨胀，受冷时体积缩小，我们把水的体积的这种变化叫做热胀冷缩。 2.许多液体受热以后体积会变大，受冷以后体积会缩小。 过程与方法： 1.改进实验以达到更好的实验效果。 2.制作一个简易的观察水的体积变化的装置。 3.用科学知识解释生活中的现象。（比如瓶装水为什么不装满）。情感、态度、价值观： 意识到学习科学知识，要运用到日常的生产和生活。 【教学重点】经历对液体热胀冷缩性质的探究过程。 【教学难点】能设计改进实验装置，使之能提供明显可见的实验现象。通过实验探究，知道液体有热胀冷缩的性质。 【教学准备】学生材料：每组准备冷水杯一个，热水杯一个，平底烧瓶一个，玻璃管一根，橡胶塞一个，抹布、记录表一张。 老师材料：装有红水的实验装置若干。 【教学过程】
一、谈话引入： 1、同学们，喜欢喝牛奶吗？（喜欢） 2、老师也喜欢喝牛奶，但是老师有点粗心，今天早上老师把 吸管插进盒子里了才发现牛奶还没有加热呢！怎么办？只 好马上把这已开封的牛奶拿去加热，结果发生了奇怪的事 情。请看大屏幕！（示课件一牛奶加热的视频） 3、哪位同学来解释一下这奇怪的现象呢？（根据学生的回答， 教师在黑板上写出牛奶受热后体积膨胀） 4、既然同学们各有各的看法，我们该用什么来验证？（实验） 5、做实验必须要先确定研究对象，也用牛奶吗？你舍得吗？ （引出用水作为研究对象，为了实验的公平性，我们的研 究条件也要受热） 二、改进“水的体积变化的观察”的实验 1、老师这里的材料有烧杯、带塞的烧瓶、吸管、红墨水、水等。请同学们选出有用的材料，设计出既简便又效果明显的实验装置。（示课件二） 2、小组讨论一下。（师下去了解学生讨论情况） 3、学生汇报方案，师根据学生汇报适时补充改进方案： 改进方案一：水是透明的，看不太清楚，可以加点红墨水。 改进方案二：开口太大了，上升不明显，可以用塞子和细管。这样水的体积只要增加一点点，在细管上就会上升一大截。（师边引导边出示
小学科学创新实验设计方案 李悦
小学科学创新实验设计方 案李悦 The following text is amended on 12 November 2020.
小学科学创新实验设计方案 学校名称：兴隆县半壁山镇车道峪小学 授课题目：磁铁的力量 授课教师姓名：李悦 指导教师姓名：徐银平、王海荣 一、实验目标： 1、知识与技能 （1）对于可以被磁铁吸引和不能吸引的物体，能找出组成它们的材料的性质有何不同； （2）能用定量的方法，观察磁铁吸引铁制品的“能力”，培养动手能力； （3）能与同学合作实验，并从实验结果中，发现磁铁磁力的大小与被吸引物体与磁铁之间的距离的关系，培养小组合作能力； 2、过程与方法 （1）通过实验区分可以被磁铁吸引和不能被磁铁吸引的物体，能通过反复实验，确定某一物体是否能被磁铁吸引； （2）通过小组合作，探究磁铁的磁力大小与被吸引物体与磁铁之间的距离有关，距离越近，吸引力越强，反之则越弱； 3、情感、态度与价值观 （1）愿意与小组其他同学共同完成有关磁铁的实验； （2）能意识到得出的有关磁铁性质的结论需要通过实验反复验证； （3）能进行猜想、并能通过实验验证，发现规律,亲历一个完整的科学探究过程，逐步培养科学素养。 二、实验材料：磁铁、曲别针、钉子、铝丝、订书钉、尺子、石头、铅笔、铜丝、铁丝、铁制品若干。
三、实验原理： 1、磁铁能吸引铁质物体，不能被磁铁吸引的物品都不是铁制的。 2、磁铁磁力的大小与被吸引物体与磁铁之间的距离有关，距离越近，吸引力越强，反之则越弱。 四、实验创新点： 《磁铁的力量》是小学科学三年级下册第五单元第十四课的内容。这一课集实用性、开放性、生活性为一体，为了使学生认识磁铁的力量，我设计了一个小游戏以及两个探究实验活动。三年级的学生对于磁铁的认识几乎都是从看到磁铁吸铁现象开始的。但是有相当一部分学生对磁铁能吸引什么，不能吸引什么认识上是模糊的，甚至有的学生可能认为磁铁能吸引所有的金属。之所以形成以上“偏见”，是因为他们对磁铁的认识来自于生活经验，而不是科学的观察和实验，缺乏确切的证据。 我先设计了一个小游戏，通过“磁铁让曲别针在空中跳舞”这个游戏，激发学生兴趣，让他们初步感受“磁铁的力量”。 第一个实验：探究磁铁能吸引哪种材质的物体的实验。该实验的设计正是为了引导学生通过实验强化正确认识，修正错误看法。该实验原来的设计是给定实器材料。修改后，尽可能多的向学生提供实验材料，并且由学生搜集把他们所猜测的磁铁可以吸引的物体带到学校来验证，从学生已有的知识入手，研究身边的科学，既拓展了孩子们的研究空间，又解放了学生的思想，把课堂延伸到了课余。通过实验报告单引导学生对所有检验的物品按照能被磁铁吸引的物品和不能被磁铁吸引的物品进行分类，并分析这两类物品各自的共同特点，最终得出结论:磁铁能吸引铁质物体，不能被磁铁吸引的物品都不是铁制的。 新的科学课程标准强调“科学学习要以探究为中心”。“让探究成为科学学习的主要方式”。按照新课标要求，注重学生科学探究的过程。因此设计了第二个实验：探究磁铁磁力的大小与被吸引物体与磁铁之间的关
喷泉探究(教师卷)
喷 泉 探 究（教师卷） 一、设计背景 新教材《氮族元素》第二节演示实验，做了氨极易溶于水的喷泉实验，老教材做过氯化氢气体的喷泉实验，练习题里出现了二氧化碳遇氢氧化钠会产生喷泉吗等问题，激发了学生对喷泉产生条件和方法的探究。 二、知识背景 1、原理：常温常压下，气体的溶解度要多大才能产生喷泉。 如图1所示。假设实验室所用烧瓶容积为250ml ，且充满 了某种气体。玻璃导管长35cm （水面下的玻璃导管长度忽略不 计）。当胶头滴管内挤出约0.5ml 水时形成了喷泉。 思维程序：少量水进入瓶内后能溶解大量气体→烧瓶内气体 物质的量减少→烧瓶内压强减小→当瓶内外产生的压强差能克 服35cm 水柱所产生的压强时→形成喷泉。 以A 点为研究对象，A 点处压强P 水柱＋P 气＝P 大气压 要产生喷泉，必须P 大气压－P 气＞P 水柱，即烧瓶内外压强差＞P 水柱 由物理学知识：当产生1个大气压的压强差时，水柱升高10.33m ；要使水 柱升高35cm ，压强差：atm 034.033 .1035.0=。1.若烧瓶内250ml 气体全部溶解，则烧瓶内外产生的压强差为：1-0=1atm ，2.设烧瓶中250ml 气体有x ml 溶解，溶解后产生压强差为0.034atm 。250 : 1 = x : 0.034，x=250×0.034=8.5ml 。即溶解在 0.5ml 水中，气体体积为8.5ml 时，才能产生喷泉。则1体积水溶解：175 .05.8=体积。 总之，当水柱为35cm 时，气体在水中的溶解度至少为V 水:V 气＝1:17。 2、喷泉产生的方法 （1）气体溶解型：例教材中的氨气、氯化氢的喷泉实验。 （2）气体膨胀型：如图3。原理：溶液与大气隔绝，烧瓶与大气相通，当锥形瓶内气体压强大于水柱产生的压强时，形成喷泉。 图 1 图 2 图3 图 4
机械创新设计实验报告
《机械创新设计》实验报告 班级机械1006班 姓名 学号 指导教师张融 日10 月5 年2013． 多功能助 力器实验题目： 绩成名姓孙翔 批阅教师实验日期 批阅日期同组成员 ****************************************************************************** 实验目的一、 1、发挥学生创造性培养学生的学习兴趣和综合素质；、将涉及内容和设计方法邮寄的融合到一起，使学生进一步掌握教2材核心内容，培养学生创造能力和工程设计能力； 、突破原有课程体系和内容的束缚，加强学科之间的交叉融合；3 4、培养学生善于观察生活以及结合创新科学技术服务于生活的理念。
所选课题的功能原理与工作原理分析；二、功能原理：多功能老人（残疾人）方便助力器，属于老人（残疾人）生活用建议坐便器结合起来的一款行动座椅、具。它是将老人方便助力器、多功能老年人（残疾人）用品，旨在协助老年人（残疾人）行动及上例如座板采用碳纤维，厕所，不仅如此，本项目还从材质上进行改革，整个产品易如拆装，并且满足产品设计轻量化原则；功能上透气舒适，方便在不用时将其拆卸，且便于更换损坏零件。工作原理： 行动不便的问通过支撑架的无力支撑作用解决老年人（残疾人）使得老年人行进题，将碳纤维材质做成坐板并使之安装在支撑架上，途中疲劳时可以坐下休息并且满座轻量化原则解决助力器笨重而不 便携带的问题；通过对坐板的改造，可以节省材料减轻产品重量，并且可以增加多功能助力器的另一功能——坐便器，通过提升坐便高度，帮助老年人解决起蹲不变的问题。本课题设计的创新点；三、、本课题将助力器、行动座椅、坐便器等功能综合一起；1 、产品结构简单易于拆装；2 3、产品材料新颖，牢固舒适； 4、产品设计采用轻量化原则；本课题设计的应用和发展前景；四、世纪下半叶，人类社会经历了人类历史上最为迅速的人口老20人口老龄化是世界人口发展的普遍趋势，龄化进程，尤其是发达国家。1%2005年全国是科学与经济不断发展进步的标志。而在我国，早在万人，占总岁以上人口达到10055人口抽样最新数据显示，我国651490160%人口数的。2006年统计数据表明，中国岁以上的人口是万人。占全国人口65岁以上的人口是10419，万人，占人口总数的%。可见在我国，老年群
液体的热胀冷缩教案
《液体的热胀冷缩》教案教材分析： 《液体的热胀冷缩》是教科版《科学》教材五年级下册《热》单元的内容。教材共设计了两个活动：第一个活动——观察水的体积变化，主要是引导学生根据观察时遇到的问题来改进实验装置，以及利用这个实验装置来探索水的热胀冷缩性质。第二个活动——其他液体也热胀冷缩吗？则通过这个装置来研究更多的其他液体，看看它们是不是也热胀冷缩，目的是把学生的探究活动向着更广阔的方向发展，同时也是对严谨的科学态度的培养。最后得出“许多液体都具有热胀冷缩的性质”的科学概念。 【教学目标】 科学概念： 1、水受热时体积膨胀，受冷时体积缩小，我们把水的体积的这种变化叫做热胀冷缩。 2、许多液体受热以后体积会变大，受冷以后体积会缩小。 过程与方法： 1、改进实验以达到更好的实验效果。 2、制作一个简易的观察水的体积变化的装置。 3、用科学知识解释生活中的现象。（比如瓶装水为什么不装满）。 情感、态度、价值观： 意识到学习科学知识，要运用到日常的生产和生活。 【教学重点】经历对液体热胀冷缩性质的探究过程。 【教学难点】能设计改进实验装置，使之能提供明显可见的实验现象。通过实验探究，知道液体有热胀冷缩的性质。 【教学准备】为每组准备：平底烧瓶，玻璃管，橡皮塞；冷水，热水，温度计、红墨水、滴管。为全班准备：多种瓶装和盒装的液体。 【教学过程】 活动一：水的体积变化的观察 观察：冷水变成热水后水面的变化 教师演示：把气球皮包口的装满水的大试管放进热水中，会看到什么现象 （学生看现象进行描述） 再出示同样的两套实验装置，把它们放进温度不同的两个大烧杯中应该可以看到什么现象呢？（学生根据自己的猜测进行描述） 请两位同学上来看一下，你们看到了什么？ （学生根据现象描述） 师：换过来看一下，你们能不能从看到的现象判断出哪个烧杯的水热呢？ （预设：通过实验学生不能清楚进行表述，从而引出如何清楚地观察到水在受热和遇冷后的体积变化） 研究：清楚地观察水在受热和遇冷后的体积变化 1、师：通过气球皮的鼓起程度，我们无法判断这两杯水的冷热了，老师给大家提供了以下的材料（一一出示）：杯子、试管、瓶塞、细管、红墨水、滴管。你们能用这些材料来设计一个实验，看
机械创新设计实验
机械创新设计 指导书 机械设计教研究室 班级： 姓名： 学号：
实验一基于机构组成原理的拼接设计 一、实验目的 1、加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性； 2、培养学生的工程实践动手能力； 3、培养学生创新意识及综合设计的能力。 二、设备和工具 1、创新组合模型一套： 1）五种平面低副Ⅱ级组，四种平面低副Ⅱ级组，各杆长可在80-340mm内无级调整，其他各种常见的杆组可根据需要自由装配； 2）两种单构件高副杆组 3）八种轮廓的凸轮构件，其从动件可实现八种运动规律： ⅰ）等加速等减速运动规律上升200mm，余弦规律回程，推程运动角180°，远休止角30°，近休止角30°，回程运动角120°，凸轮标号为1； ⅱ）等加速等减速运动规律上升20mm，余弦规律回程，推程运动角180°，远休止角30°，回程运动角150°，凸轮标号为2； ⅲ）等加速等减速运动规律上升20mm，余弦规律回程，推程运动角180°，回程运动角150°，近休止角30°，凸轮标号为3； ⅳ）等加速等减速运动规律上升20mm，余弦规律回程，推程运动角180°，回程运动角180°，凸轮标号为4； ⅴ）等加速等减速运动规律上升35mm，余弦规律回程，推程运动角180°，远休止角30°，近休止角30°，回程运动角120°，凸轮标号为5； ⅵ）等加速等减速运动规律上升35mm，余弦规律回程，推程运动角180°，远休止角30°，回程运动角150°，凸轮标号为6； ⅶ）等加速等减速运动规律上升35mm，余弦规律回程，推程运动角180°，回程运动角150°，近休止角30°，凸轮标号为7； ⅷ）等加速等减速运动规律上升35mm，余弦规律回程，推程运动角180°，回程运动角180°，凸轮标号为8； 4）模数相等齿数不同的7种直齿圆柱齿轮，其齿数分别为17，25，34，43，51，59，68，可提供21种传动比：与齿轮模数相等的齿条一个。 5）旋转式电机一台，其转速为10r/min。 6）直线式电机一台，其速度为10m/s。 2、平口起子和活动扳手各一把。 三、实验前的准备工作 1、要求预习实验，掌握实验原理，初步了解机构创新模型； 2、选择设计题目，初步拟定机构系统运动方案。
创新实验室建设实施计划方案
创新，从小学开始 ——创新实验室建设方案 一、建设背景 2013年新任国家主席提出中国梦的概念，而实现中国梦、强国梦需要大量的创新型人才做支撑，而创新型人才需要靠创新教育来培养，可是创新能力的培养并不是一朝一夕的事情，而是一个漫长的过程，因此小学阶段成了创新能力培养的重要时期，必须为培养创新人才奠定基础。 二、建设意义 1、为天文小组提供必要设施 小学部的“探索者”天文小组成立于2010年，在过去几年中涌现出了一批对天文感兴趣、有一定天文素养的学生，也在竞赛中获得了较好成绩，兴趣小组还被评为浦区二星社团，但设备的旧，资源的匮乏，使得活动的开展受到了制约，很多容只能靠教师讲解，学生难有实践机会，使得学生的探究能力，创新意识的发展受到限制，如今，实验室的建立使这些问题都能迎刃而解。 2、为课程建设提供配套资源 学校的基础型课程、拓展型课程、探究型课程等也需要先进的设备和教学资源的帮助来提高课程实施的多样性和有效性，总之小学阶段的创新教育不仅需要具有创新能力的教师，更需要与新课程标准、新课程建设、新教材相配套的教育装备，只有这样才能满足培养创新
型人才的新要求。 三、建设目标 1、提供学习、实践、探究、创新的场所。（诸如艺术素养的培养需要音乐教室、舞蹈房的支持，信息技术能力提升需要信息资源教室的支持，体质健康的加强需要运动场地的支持，学生的探究能力、创新意识的培养同样需要一定的环境支撑才能更好的开展。) 2、改变学生的学习方式。（使学生的学习走向实验中学、做中学、探究中学，培养一定的创新意识。信息爆炸的时代，知识的更新速度无法想像，老师不应该再是传递知识的工匠，更应该是学生探索未知世界的指引者，创新实验室中的资源、设施恰巧为教师、学生开展教学活动提供更丰富的方式。） 3、提升教师的专业水平。（要培养学生的创新意识，首先教师必须具有一定的创新能力，因此创新实验室不仅服务于学生，对教师的创新能力提升同样具有意义。它为提升教师的综合教学能力及素养创设良好的空间环境，探索培养创新人才的新路） 4、为课程建设增添活力。（可以根据创新实验室设计专门的特色课程，也可以利用创新实验室让现有课程容更丰富，教学形式更多样）建设创新实验室的目的并不是要让学生在小学阶段真正创新出什么东西（现阶段所谓的小学生“创新发明”中，小学生只是有一个想法，最后实施的主要还是靠家长、老师），创新能力的培养也不是一触而就的，因此，培养创新意识，为真正创新打好基础才是本实验
解析高中氨气喷泉实验的创新设计
解析高中氨气喷泉实验的创新设计 摘要：氨气喷泉实验是高中化学的一个重要性质实验。由于该实验的趣味性强，效果直观明显，能够充分调动学生的学习积极性，从而为学生的学习和设计化学 实验提供了广阔的思维空间。本文围绕着高中氨气喷泉实验的创新设计这一中心 论点，先浅析了传统氨气喷泉实验存在的不足，然后就氨气喷泉实验的创新设计 进行了详细的分析探讨。 关键词：高中化学氨气喷泉实验创新设计 一、传统氨气喷泉实验存在的不足 根据教材讲述，要通过加热铵盐和碱的混合物的方法制取氨，采取向下排空 气法来收集，然后开始进行氨气喷泉实验。这种实验方法主要存在以下不足： 1.在试管中放置NH4CI和Ca(OH)2，然后利用酒精灯直接加热，试管中药品 发生化学反应后，极易形成块状物，不容易清洗干净。 2.在加热时，采用试管口向下倾斜的方法，虽然能够很大程度上避免形成湿 存水的情况，但是试管中的实验粉末药品容易向试管口方向下滑，导致导管口堵塞，影响制备氨气实验的顺利开展。 3.收集氨气的试管用棉花塞瓶口，棉花的气密性差，收集到的氨气容易透过 棉花泄露到空气中，造成环境污染。 4.在进行氨气喷泉实验的操作演示时，要求在干燥的圆底烧瓶里充满氨，用 带有玻璃管和滴管（滴管里预先吸入水）的塞子塞紧瓶口，这种双口塞也可能会 造成氨气泄露。 5.在实验过程中，需要反复更换仪器，实验过程繁琐，需要花费很多课堂时间；并且要时刻注意实验细节，一旦出现失误，就会影响实验效果，耽误课堂教 学进度。 6.通过整个实验，只能验证氨气的水溶性和氨水的碱性，知识探究功能单一，实验学习效率低。 二、氨气喷泉实验的创新设计 在创新设计的氨气喷泉实验中，需要的实验仪器包括：三颈圆底烧瓶 （250ml、1个）、铁架台（1个）、烧杯（250ml、1个）、Y形管（1个）、注 射器（1个）、止水夹、导管、单孔橡皮塞、滴管。需要的实验药品包括：固体NaOH、浓氨水、红色石蕊试纸、酚酞水溶液。 实验步骤如下： 1.用单孔橡皮塞分别塞住三颈圆底烧瓶的三个瓶口，将Y形管插入第一个瓶 口的橡皮塞内，将导管插入第二个瓶口的橡皮塞内，将注射器插入第三个瓶口的 橡皮塞内，然后将三颈圆底烧瓶用铁架台倒置固定好。 2.在烧杯内倒入酚酞水溶液，将三颈圆底烧瓶第二个瓶口的导管口另一端插 入酚酞水溶液内。然后将手放置于三颈圆底烧瓶的底部，检查烧瓶的气密性。如 果导管口有连续不断的气泡冒出，并且放手后在导管内形成一段水柱，则表示气 密性良好。 3.用止水夹将插入到酚酞水溶液中的导管夹住。 4.分别将固体NaOH（2g）和浓氨水（2ml）加入到Y形管的两个分叉管中。 5.将插在第三个瓶口的针筒取下，保留针头继续放置在橡皮塞中（主要是在 下一步利用针口尾部排出三颈圆底烧瓶内的空气）。 6.倾斜Y形管，使分叉管中的两类化学药品接触反应产生氨气。同时，将湿
机构运动方案创新设计实验
机构运动方案创新设计实验 一、概述 机构运动方案创新设计是各类复杂机械设计中决定性的一步，机构的设计选型一般先通过作图和计算来进行，一般比较复杂的机构都有多个方案，需要制作模型来试验和验证，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。本实验所用搭接试验台能够任意选择平面机构类型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、方便的搭接、验证、调试、改进、确定设计方案，较好地改善了在校学生对平面机构的学习和设计一般只停留在理论设计“纸上谈兵”的状况。 二、实验目的 掌握机构创新模型的使用方法及实验原理。 （1）训练学生的工程实践动手能力，培养学生创新意识及综合设计的能力。 （2）加深对平面机构的组成原理及其运动特性的理解和感性认识。 三、实验原理 任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上去的方法来组成，这是机构的组成原理，也是本实验的基本原理。 杆组的概念、正确拆分杆组及拼装杆组。 1．杆组的概念 由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数目相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成。将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。 根据杆组的定义，组成平面机构杆级的条件是：F=3n—2P L-P H=0。其中构件数n,高副数P L和低副 数P H都必须是整数。由此可以获得各种类型的杆组。 最简单的杆组为n=2，P L=3，称为II级组，由于杆组中转动副和移动副的配置不同，II级杆组 共有五种形式如图2-22 所示。 III 级杆组形式较多，其中n=4，P L=6, 图2-23 所示为机构创新模型已有的几种常见的III 级杆 组。 2．正确拆分杆组 正确拆分杆组的三个步骤： （1）先去掉机构中的局部自由度和虚约束，有时还要将高副加以低代。 （2）计算机构的自由度，确定原动件。 （3）从远离原动件的一端（即执行构件）先试拆分II 级杆组，若拆不出II 级组
喷泉实验
专题：喷泉实验 【教学目标】： 知识与技能：1、让学生弄清喷泉产生的原理及常见的两种方式； 2、让学生掌握喷泉原理类型题目常见的考察方式及解题思路；过程与方法：1、通过启发引导，让学生体会获取知识的体验 2、通过归纳总结，让学生对知识的理解、把握形成系统化 情感态度与价值观：通过本节课的学习，提高学生的分析解决、问题的能力； 体会复习过程中系统总结的重要性。 【教学重点】：喷泉现象的原理及常见引发方式 【教学难点】：喷泉实验的引发方式及拓展题型的解题思路 【教学过程】： 【提问1】：如图，烧瓶中装满NH3，胶头滴管中装入水，挤压胶头滴管，打开 弹簧夹，会有什么现象？为什么？ 【提问2】：现实生活中的喷泉原理是否与刚才的相同？ 【总结板书】：一、喷泉现象产生的两种方式 1、减小上部压强——吸入式 2、增大下部压强——压入式 实质：短时间内在导管上、下部产生明显的压强差(ρ下>ρ上)！ 二、吸入式喷泉 【学生总结】：结合NH3的喷泉实验，总结吸入式喷泉形成的内因、外因。【总结板书】：1、内因：气体在吸收剂中要能快速大量的溶解或反应 “满”：气体要充满烧瓶，含空气越少越好
2、外因“严”：装置气密性要好，不漏气 “干”：易溶于水的气体，要求烧瓶内壁干燥，不带水 3、常见的吸入式喷泉 4、吸入式喷泉实验的常见引发方式 ①、胶头滴管挤入少量吸收剂法 【思考】：1、如图:以上氨气喷泉实验没有胶头滴管，怎么引发？ 2、若是烧瓶中盛满O2，水槽中是水，通过怎样的操作也能 形成喷泉现象？ 【板书】：②、微热烧瓶，膨胀气体，引发少量接触法 ③、其他 三、压入式喷泉 【思考】：如图：在锥形瓶中加入以下哪组物质，可以产生喷泉现象（） A、Cu与稀盐酸 B、NaHCO3与NaOH液 C、Zn与H2SO4 D、NH4HCO3与稀盐酸 若锥形瓶中加入的是酒精，则在水槽的冷水中加入足量下列物质， 也能产生喷泉现象的是（） A、浓硫酸 B、食盐 C、硝酸铵 D、硫酸铜 【总结板书】：1、内因：通过物理、化学变化，快速增大下部压强 2、外因：装置的气密性要好 【练习】：如图：烧瓶甲、乙中分别装满干燥的HCl和NH3气体，胶头滴管、
创新设计与探究性实验
创新设计实验与探究型实验 江西省教育厅教研室王金瑞 从2004年的全国中考情况看，创新设计与探究型实验所占比例较往年有所增加。而且有向综合化方向发展的趋势，这类试题单纯从一个试题很难界定哪个实验是创新设计实验，哪个是探究型实验。为了更好地把握这两类试题我和同学们一起进行以下的探究。 一、创新设计实验 创新设计实验大致可分为：设计实验步骤、设计实验方案、纠错和改进实验设计、开放性实验设计、装置连接的实验设计等五大类。 （一）设计实验步骤 这类试题主要是根据实验原理来设计实验的操作步骤，其特点是先确定实验原理，根据实验原理决定应该测量哪些物理量，需要哪些器材，如何安排实验步骤，得出什么结论。此类试题考查学生理论联系实际的能力 【例题1】海洋研究人员进行水下探测，当他穿上潜水服没入水中后，受到的浮力跟他下潜的深度有没有关系？最好采用原理不同的方法检验你的答案。 要求：(1)请用三种方法。 (2)写出实验所需器材并简述实验步骤。(2002年辽宁大连) 【诠释】此题是一道研究物体浸没在水中时，所受浮力与浸没的深度的关系的科学探究题。这里学生审题不注意时，易错认为是研究物体所受浮力与物体到水底距离的关系，因此审题时要特别认真。题目未给定实验器材，要学生根据其研究的原理，主要是有浮力测定方法，自选器材设计。解答： 方法一：平衡力法 器材：弹簧测力计、石块、烧杯、水、细线。 步骤：用弹簧测力计测出石块重G，读出石块浸没在水中不同深度时弹簧测力计的示数F，则石块的浮力F浮=G－F。 方法二：原理法 器材：溢水杯、弹簧测力计、小桶、石块、烧杯、水、细线。 步骤：将石块浸没在盛满水的溢水杯中，用弹簧测力计测出石块在不同深度处排入小桶中的水重G排，根据阿基米德原理则石块受到的浮力F浮=G排。 方法三：力的相互作用法。 器材：天平、石块、水、烧杯、细线。 步骤：用天平称出装有适量水的烧杯的质量m1,将石块浸没在水中不同深度处(石块不接触底和侧壁),测出此时烧杯的总质量m2,石块对杯中水的压力F =(m1－m2)g,因为压力F与石块的浮力是相互的,所以石块的浮力F浮=F =(m2－m1)g。 （二）设计实验方案 这类试题主要是根据所给器材，案例设计实验方案，其特点是只需要所给器材来构建物理情景，确定原理，完成实验方案，培养学生灵活解决实际问题的能力。 【例题2】小明在他家的苹果园里，用所学知识测量苹果的密度。他所能利用的器材有：自制的弹簧测力计以及盛有水的水桶、塑料水瓢、塑料绳和塑料袋（质量不计）.请你写出他有可能采用的实验步骤及苹果密度表达式推导过程. 【诠释】该题测定苹果密度的情景贴近学生生活,所给的器材是学生常见的日常用品或自制的器材。要测定苹果的密度必须测出苹果的质量和体积，质量可用天平直接测量,也可用测力计通过测量
《喷泉实验》创新设计
《喷泉实验》创新设计 一、实验目的 实验室制取氨气是普通高中课程标准实验教科书化学必修1中作出明确要求的气体实验室制备。氨气的喷泉实验是化学实验中的一个重要的性质实验。按照常规的做法，参照书中的相关讲述，在较短的时间内完成这两个实验有难度。特此对该实验进行了改进。改进后的实验能在5分钟以内完成，实验操作简单，现象明显，不仅体现了实验的真实性、直观性，更能帮助学生理解、记忆氨气的性质。 二、实验仪器及试剂 10 mL塑料针筒一个，250mL烧杯一个，25mL锥形瓶一个，100mL集气瓶一个，用完的中性笔芯2-4根，湿润的PH试纸，双孔塞一个，单孔塞一个，铁架台酚酞溶液，氢氧化钠溶液，NH4Cl粉末 三、实验仪器装置图及仪器的组装说明 湿润的PH试纸附于集气瓶内侧，锥形瓶位于带孔隔板上方，按照图示组装实验装置； 四、实验操作 打开止水夹A、B，将氢氧化钠溶液注入装有NH4Cl粉末的锥形瓶中，立即可观察到有气泡生成，说明该反应非常剧烈；然后注意观察附于集气瓶内壁的湿润PH试纸，通过试纸不同部位颜色的变化可判断集气瓶中收集到的氨气的量，当试纸下端变色后，关闭止水夹B，待氨气制取装置内反应快要结束时关闭止水夹A。此时，集气瓶中已收集满氨气。
向烧杯内滴入几滴酚酞。取下止水夹B，通过挤压止水夹B处的橡胶软管，使集气瓶内的氨气与烧杯内的水接触，从而使集气瓶内和外界形成压力差，便能观察到集气瓶中有红色的喷泉产生。 五、改进的意义 首先，这套装置能在较短时间内做完氨气的制取实验和喷泉实验，为老师上课赢得了更多的时间；其次，实验装置所需仪器都为常规仪器，实验操作简单，有利于组织学生开展分组实验；再次，实验中用用完的中性笔芯代替玻璃试管，实现了废物再利用，用针筒滴加代替玻璃漏斗可有效阻止氢氧化钠溶液对玻璃仪器的腐蚀；最后，该装置利用氨气密度比空气小、溶于水显碱性的性质，在集气瓶内附上湿润的PH试纸，能直观的判断集气瓶中收集到的氨气的量。
神奇的喷泉实验改进
《神奇的喷泉》实验改进 吴店小学方群一、实验背景 实验来源 《空气的热胀冷缩》科教版小学科学五年级下册第二单元第4课，本课有两个重点内容，分别是“空气也有热胀冷缩的性质”、“解释热胀冷缩现象”。热胀冷缩的现象的解释是本课的教学难点。教科书设计了两个实验来证明空气的热胀冷缩。第一个实验：玻璃管中颜色水的移动来显示空气的热胀冷缩。如果空气膨胀多了，颜色水会流出弯玻璃管；空气收缩多了，颜色水会流进球形烧瓶里。第二个实验：用气球的膨胀或收缩来显示空气的热胀冷缩。在课堂作业本第15页还设有一个实验——《神奇的喷泉》，本次主要改进该实验。 实验目的 进一步了解空气的热胀冷缩现象 科学概念 空气的热胀冷缩 过程与方法 通过阅读资料，观察、实验、分析等方法得出正确结论。 情感态度价值观 懂得通过实验观察等方法做出正确判断，知道得出科学结论需要严谨的科学态度。存在的问题 《神奇的喷泉》实验中用热水使烧瓶内空气膨胀，将有色液体从导管口推出形成喷泉的实验方式，因为热水对空气的加热较慢，实验现象不明显，形成的喷泉效果不好，很有可能会达不到预期的实验效果。 二、实验改进方案 实验类型 教师演示实验 实验原理 空气的热胀冷缩
实验器材 玻璃管、橡胶塞、打孔器、酒精灯、红墨水、烧杯、圆底烧瓶、冰水混合物、热水等 实验过程 1.把直玻璃管中间位置放在酒精灯外焰上不停地转动加热，待玻璃管开始软化，在火焰上缓缓拉开，再用手轻轻一掰，分成两根尖嘴细玻璃管，实验备用； 2.用打孔器给橡皮塞打孔； 3.取一根制成的尖嘴玻璃管插入橡皮塞；
4.用冰水混合物中的冰水加红墨水制成红色液体； 5.红色液体倒入圆底烧瓶，加上橡胶塞； 6.往大烧杯内加入开水，.实验装置示意图： 三、实验注意事项 1.保证装置的密闭性； 2.玻璃管口尽量浸入烧瓶底部，不要碰到瓶底； 3.实验时，烧瓶的球形部位瞬间浸没到水中。 四、本实验方案的优点 实验用细口径的玻璃管，且利用冰水混合物中的冰水（0℃）最大限度地降低了烧瓶内空气的温度，大烧杯内加热水（80℃以上），使烧瓶内外形成更明显的压强差，使得喷泉实验现象更加明显。该实验操作简单，取材方便。
化学实验在培养学生创新能力中的作用
化学实验在培养学生创新能力中的作用 创新教育是提高中华民族的科学文化素质，培养创新人才的前提和基础。化学是一门以实验为基础的自然科学。化学实验在化学教学中不单纯是一种为学生提供知识的直观手段。 创新教育是提高中华民族的科学文化素质，培养创新人才的前提和基础。化学是一门以实验为基础的自然科学。化学实验在化学教学中不单纯是一种为学生提供知识的直观手段，更以其生动的魅力和丰富的内容在培养学生的创新能力和实践能力方面，发挥其独特的功能和作用。 1 激发学生的求知欲 “兴趣是最好的老师”，只有学生对化学科学有着强烈的探索欲望和对化学知识及规律的拥有欲以及将所知化学知识应用于日常生活造福人类的动机，才可能激发创新潜能，才可能产生创新欲望。教师可以集色、态、味、光、声于一体的化学实验给学生强烈的视觉刺激来吸引学生的兴趣，激发学生的求知欲，如钠与水反应、镁条燃烧、喷泉实验、爆炸实验、铝热反应，银镜实验等。 如在演示乙酸乙酯的制备前，可联系它在生活中的应用，提出为什么厨师在做菜时总是要把料酒和食醋放在一起进行烹饪，做出来的菜才香气四溢？在盐类水解实验中，先用PH试纸检验盐酸溶液，PH值小于7，呈酸性；氢氧化钠溶液的PH值大于7，呈碱性。然后提出问题，像NaCl、NH4Cl、CH3COONa等盐溶液既不能由离出H+又不能电离出OH-，溶液一定呈中性吗？这个问题激起了学生的求知欲望，然后通过实验，学生感到诧异，为什么这些盐溶液会呈不同的酸碱性呢？通过实验问题情境的创设，使学生的思维进入一种“愤”“悱”的状态，创造动机油然而生。 2 培养学生敢于创新 在学习过程中，教师要允许学生探索活动的失败，承认失败的价值，甚至要勇于分担风险；加强学法指导，不要将知识绝对化，要给学生留有发展空间，鼓励学生主动思考、探索。 培养创新能力的关键是培养创造性思维，在教学中培养学生创造性思维能力特别是要培养学生敢于提出问题、阐述自己的观点、不盲从教师、不盲从书本、不迷信权威的思维品质。例如，学习乙烯性质时，教材上用乙烯使溴水褪色的实验来说明加成反应。为此，可以向学生提问：既然实验是乙烯与溴水的反应，为什么方程式中只写乙烯与溴的加成？乙烯与溴水的反应和乙烯与溴的加成反应是否相同？是否具有相同的产物？我不是直接给出答案，而补充了乙烯与溴的四氯化碳的反应实验，又引导他们从加成反应的过程去讨论，自己得出答案。通过讨论使学生明白教材结论的局限性。通过这些问题的讨论，逐步培养学生敢于提出问题，表达自己的观点。