物理创新性实验的六大设计原理
物理创新性实验的六大设计原理
李 松 岭 （ ９８年 出生 ）男 ， １５ ， 江苏 徐 州 人 ， 州 师 范 大 学 物 理 系 副 教 授 ， 学 论 硕 士 生 导 师 。 要 从 事 教 学 论 和物 理 实 验 研 究 ， 徐 教 主 已
Ｋｅ ｏ ｄ ｉ ｙ Ｗ ｒ ｓ ｎｎｏ ａ ｉ ｈｙｓｃ ｘ ｒｍ ｅ ｔ ｄｅ ｉ ｉ ｉ ｅ ｖ ｔｖｅ ｐ ｉｓ ｅ ｐｅ ｉ ｎ ； ｓｇｎ ｐｒｎｃｐｌ
物理 创新 实 验是 指 打破 传 统 物 理 实 验 原 理 ，
力 平衡 、 热平 衡 、 电磁平 衡等 ． 物理 创新 实验设 计 示例 ： 物 理 教学 中 ， 定 在 测 大气 压强通 常 都 是用 托里 拆利 实 验 ， 里 拆 利 实 托 验存 在两 大 问题 ： 是实 验难 度 大 ， 向托里 拆 利 一 当 管 中装水 银 时 ， 由于管很 细水 银 容 易 洒 出管 外 ， 并 且容 易混 进气 泡 ， 大实 验误 差 ； 是 要用 水 银 做 增 二
发表学术论文 ４ ８篇 ， 版 教材 和论 著 ６部 ， 成 江 苏 省 教 委 科 研 课 题 ２项 、 级 科 研 课题 ８ ． 出 完 校 项
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物理 与 ＿程 Ｔ
Ｖｏ． ７ Ｎｏ ６ ２ ０ １１ ． ０ ７
分 别 用 天 平 测 出 注 射 器 活 塞 的 质 量 和 所 挂 钩 码 的
ＰＨ ＹＳ ＣＳ ＥＸＰＥＲＩ ＥＮＴＳ Ｉ Ｍ
ＬｉＳ ｎｇ ｉ ｇ ｏ ｌｎ ＬｉＭ ｉ ｘ ｅ ｎｇ ｕ
（ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＰｈ ｉｓ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｙｓｃ ，Ｘｕ ｈ ｕ Ｎｏ ｍａ ｉｅ ｓｔ ｚ ｏ ｒ ｌＵｎｖ ｒｉｙ，Ｘｕ ｈ ｚ ｏｕ，ｉｎ ｓ ２ １１ ） Ｊａ ｇ ｕ， ２１ ６ （ ｎ ｔｔ ｔ ｆＳ ｉｎ ｅ，Ｃｈｎ ｎｖ ｒ ｉｙｏ ｉ ｎ ｎ ｃ ｎｏｏ ｙ，Ｘｕ ｈｏ Ｊａ ｇ ｕ， ２ １ ０ ） ０Ｉ ｓｉｕ ｅｏ ｃｅ ｃ ｉａＵ ｉｅｓｔ ｆＭ ｎｉｇａ ｄ Ｔｅ ｈ ｌｇ ｚ ｕ，ｉｎ ｓ ２ ０ ８
高中物理小创新实验教案
高中物理小创新实验教案
实验目的：通过利用光电效应测量光速，让学生了解光速的测量方法并提高实验操作技能。
实验原理：光电效应是指当光照射到金属表面时，光子的能量被金属原子吸收，使得金属
表面的电子获得足够的能量，从而跃迁到导带上成为自由电子。
如果在金属表面加上一个
外加电场，这些自由电子将受到电场的作用而运动，从而产生光电电流。
实验材料：
1. 光电效应实验仪
2. 测量仪器（示波器、多用电表等）
3. 光源（例如激光器）
4. 金属板
实验步骤：
1. 将实验仪器连接好，并将光源照射到金属板上，调整至最佳位置。
2. 打开示波器或多用电表，记录光电电流随时间的变化曲线。
3. 计算出光电电流的最大值，并确定对应的光子能量。
4. 根据光子能量和金属板的功函数，计算出光子的动能，并据此计算出光速。
实验效果评价：
1. 学生在实验中能够正确操作实验仪器，获取正确的实验数据。
2. 学生能够正确利用实验数据计算出光子的动能和光速，理解光速的测量方法。
3. 学生对光电效应的原理有一定的了解，掌握了一种测量光速的方法。
拓展实验：
1. 尝试使用不同金属板进行实验，比较不同金属对光电效应的影响。
2. 尝试改变光源的光强和波长，研究其对光电效应的影响。
3. 进一步研究光速的测量方法，探讨其他可能的实验方案。
注意事项：
1. 实验中要注意安全，避免光源直接照射眼睛。
2. 实验过程要认真操作，避免对实验仪器造成损坏。
3. 实验结果应该结合理论知识进行分析和讨论，保持实验数据的准确性和可靠性。
物理学科的实验设计与创新
物理学科的实验设计与创新引言：物理是一门实验科学，实验是物理学中最直接、最基础的研究手段。
实验设计与创新是物理学科中非常重要且具有挑战性的任务。
本文将讨论物理学科的实验设计与创新，探究如何进行有创意、有意义的实验研究，并介绍一些常用的实验设计方法和例子。
一、实验设计的原则在进行物理实验设计时，有一些原则需要遵循，以确保实验的准确性和可重复性。
1.定义明确的问题：在进行实验设计之前，需要明确要解决的科学问题。
这有助于确定实验的目标和流程。
2.合理选择变量：实验中需要考虑哪些变量是要被测量和控制的。
只有这样，才能得到明确的实验结果。
3.精确的测量和控制：精确的测量是实验中的关键之一。
需要使用适当的仪器和方法来确保测量结果的准确性。
同样重要的是，要能够控制实验条件以确保实验的可重复性。
4.统计分析：在对实验结果进行分析时，需要使用适当的统计方法来评估实验数据的可靠性，并得出科学结论。
5.创新思维：为了进行有创意的实验设计，需要从新的角度思考问题，尝试不同的方法和方向，以便发现新的现象或解释。
二、实验设计的方法以下是一些常用的实验设计方法，可以帮助研究者进行创新而有效的实验设计。
1. 基础实验法：通过重复经典的实验来加深对物理原理的理解。
这种方法适用于学习和巩固基础知识，培养实验技能。
2. 变量控制法：通过逐步改变一个变量，并观察其他变量的变化，来研究它们之间的关系。
这种方法可以帮助我们理解因果关系，并揭示出一些隐藏的影响因素。
3. 比较实验法：通过对比不同的实验条件，来研究它们之间的差异。
这种方法可以帮助我们找到最优的实验条件，并评估不同因素对实验结果的影响程度。
4. 模型实验法：通过建立模型来模拟复杂的物理现象，以便更好地理解和解释实验结果。
这种方法可以帮助我们预测实验结果，并探索新的研究方向。
5. 创新实验法：通过尝试新的实验方法、仪器或测量技术，来探索未知的领域。
这种方法需要创造性思维和勇于冒险的精神，能够产生颠覆性的结果和发现。
初中物理创新实验设计方案
初中物理创新实验设计方案一、实验名称：重力方向始终竖直向下的演示二、实验设计思路：“竖直方向”指的是与水平面垂直的方向，“重力方向始终竖直向下”就是指重力的方向在任何情况下都与水平面垂直，初中学生在学习和应用中由于认知和理解方面存在一些片面，容易把重力方向描述为“垂直向下”，特别是作在斜面上的物体所受的重力示意图的时候，很容易画成垂直于斜面向下，因此，如果能给学生演示出重力的方向始终与水平面垂直，学生就很容易理解和掌握“重力方向始终竖直向下”，基于这种教学需要，构想和设计出本实验。
三、实验目的：通过实验让学生正确理解和掌握重力方向始终竖直向下四、实验所用器材：方形水槽一个、有刻度的匀直木条一根、有孔金属小球一个、细线一根、合适的木板一个、合适的钉子两根、适量的水五、实验原理：木条在水的浮力作用下绕钉子转动，静止时的位置就是水平位置，悬挂金属球的细线的方向就是金属球所受重力的方向，如果细线与木条垂直，就是金属球所受重力方向与水平方向垂直，即重力方向竖直向下。
六、实验组装及操作步骤：（1）将匀直木条正中间打一小孔，孔略比钉子大一些，并尽量把孔打磨光滑。
（2）在木板适当高度的中央钉上一枚钉子，并将木条穿在钉子上，使木条能绕钉子在竖直面内自由灵活地转动。
（3）在木板上钉木条的钉子上方适当位置再钉一根稍长一些的钉子，在钉子上拴上用长度合适的细线穿起的金属球。
（4）将木板竖直放入方形水槽中，最好能和水槽固定在一起。
（5）在水槽中倒水，到水面在钉木条的钉子处为止。
（6）此时木条所处的位置就是水平位置，细线的方向就是小球所受重力的方向，很容易就能看出，细线与木条垂直，即小球所受重力方向竖直向下。
（7）将水槽放倾斜，木条在水的浮力作用下发生转动，静止后可以看出，木条的位置依然是水平位置，细线依然与木条垂直，即证明小球此时所受重力方向依然竖直向下。
（8）将水槽倾斜任意角度重复以上实验几次，每次细线都与木条垂直，即每次所受重力的方向都与水平面垂直，得出重力的方向始终竖直向下的结论。
关于物理创新实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景与目的随着科学技术的不断发展，物理实验在培养大学生创新思维、实践能力和科学素养方面发挥着越来越重要的作用。
为了更好地锻炼学生的实验技能，激发学生的创新意识，我们开展了本次物理创新实验。
本次实验旨在通过设计、搭建和调试一个新型实验装置，探索物理原理在实际应用中的创新实践，培养学生的动手能力、团队协作精神和创新能力。
二、实验原理与装置1. 实验原理：本实验以电磁感应原理为基础，通过设计一个具有创新性的实验装置，验证法拉第电磁感应定律，并研究电磁感应现象与相关物理量的关系。
2. 实验装置：实验装置主要由以下部分组成：- 电源：提供稳定的交流电源；- 金属棒：作为导体，在磁场中运动；- 磁场发生器：产生均匀磁场；- 电流表：测量感应电流；- 数据采集系统：记录实验数据；- 电脑：处理实验数据，绘制曲线。
三、实验步骤与过程1. 搭建实验装置：按照实验原理图，将电源、金属棒、磁场发生器、电流表、数据采集系统和电脑连接起来，确保各部分连接正确、牢固。
2. 调节实验参数：- 调节电源输出电压，使其在安全范围内；- 调节磁场发生器的磁场强度，使其达到预定值；- 调节金属棒与磁场发生器的距离，确保实验过程中金属棒在磁场中运动。
3. 进行实验：- 在金属棒运动过程中，通过数据采集系统实时记录感应电流的变化；- 改变金属棒的运动速度、磁场强度等参数，观察感应电流的变化规律。
4. 数据处理与分析：- 对实验数据进行整理和分析，绘制感应电流与时间、速度、磁场强度等参数的关系曲线；- 根据实验结果，验证法拉第电磁感应定律，并研究电磁感应现象与相关物理量的关系。
四、实验结果与分析1. 实验结果：- 实验结果表明，感应电流与金属棒的运动速度、磁场强度等因素密切相关；- 当金属棒运动速度增加、磁场强度增大时，感应电流也随之增大。
2. 结果分析：- 通过实验，我们验证了法拉第电磁感应定律的正确性；- 同时，我们发现了电磁感应现象与相关物理量的关系，为电磁感应在实际应用中的创新实践提供了理论依据。
高中物理教学中的创新实验设计
高中物理教学中的创新实验设计高中物理教学是培养学生科学素养的重要环节之一，实验是提高学生动手能力和实际操作能力的有效途径。
为了激发学生的学习兴趣和培养学生的实验设计能力，我们可以在物理教学中引入创新实验设计。
本文将探讨高中物理教学中的创新实验设计方法和意义。
一、创新实验设计方法创新实验设计是指在传统实验教学基础上，引入新的思维方式和实验内容，以培养学生的创新意识和实践能力。
在高中物理教学中，创新实验设计可以遵循以下方法：1.培养学生的问题意识：引导学生从实际生活中发现问题和疑惑，以此为出发点进行实验设计。
通过提出问题，鼓励学生主动思考和探索解决方案。
2.开放式实验设计：允许学生自由选择实验的目标、方法和步骤，鼓励他们尝试不同的实验方案，并提供必要的指导和支持。
3.结合跨学科内容：将其他学科的知识和技能引入物理实验设计中，例如数学、化学、计算机等。
通过跨学科的实验设计，能够培养学生的综合素养和创新能力。
4.合作学习：鼓励学生在小组中合作完成实验设计和实验操作，培养学生的团队合作能力和学习交流能力。
5.评价和反思：引导学生对实验设计和实验过程进行评价和反思，帮助他们发现不足之处并提出改进方案。
二、创新实验设计的意义创新实验设计对高中物理教学具有重要的意义：1.培养学生的实践能力：创新实验设计能够提高学生的实际操作能力和动手能力，使他们能够更好地理解和应用物理知识。
2.激发学生的学习兴趣：通过引入新颖的实验内容和设计方法，创新实验设计可以激发学生的学习兴趣，增加他们对物理学科的喜爱程度。
3.培养学生的创新意识：创新实验设计可以培养学生的创新意识和创新能力，帮助他们发现问题和解决问题的能力，为将来的科学研究奠定基础。
4.促进学生的综合素养：在创新实验设计中引入跨学科的内容，可以促进学生的综合素养发展，培养他们的跨学科思维能力和综合应用能力。
5.提高学生的合作能力：在小组合作的环境下进行创新实验设计，可以培养学生的团队合作能力和交流能力，培养他们的互助精神和合作意识。
物理创新性实验的六大设计原理
作者简介 李松岭 (1958 年出生) ,男 ,江苏徐州人 ,徐州师范大学物理系副教授 ,教学论硕士生导师. 主要从事教学论和物理实验研究 , 已 发表学术论文 48 篇 ,出版教材和论著 6 部 ,完成江苏省教委科研课题 2 项 、校级科研课题 8 项.
20 物理与工程 Vol . 17 No . 6 2007
6 革和物理创新 实验设计中创新性较高的原理 , 物理变换原理分 为 : (1) 静 Ω动变换 ; (2) 水平 Ω竖直变换 ; (3) 平 面 Ω立体变换 ; ( 4) 放大 Ω缩小变换 ; ( 5) 分立 Ω 一体变换等.
物理创新实验设计示例 :普通高中课程标准 实验教科书 (物理) 选修 3 —2 ,北京 :人民教育出版 社 ,2004 年版 , 第 31～32 页上有这样一个电磁感 应实验 ,教材中的实验方案是把一个条形磁铁用 一根细弹簧悬挂起来 , 把条形磁铁竖直向下拉离 平衡位置后释放 , 条形磁铁上下振动经过很长时 间后才慢慢的停下来 , 当让正在上下振动的磁铁 从一个闭合线圈中穿来穿去时 , 发现磁铁很快就 停止了振动 ,说明这是电磁感应的结果. 但是当我 们按教材上的这个实验方案做实验时发现放与不 放闭合线圈对于正在振动的磁铁都是上下振动经 过较长时间后才慢慢的停下来 , 观察不到当让正 在上下 振 动 的 磁 铁 从 一 个 闭 合 线 圈 中 穿 来 穿 去 时 ,磁铁很快就停止了振动的现象. 经过对这个实 验进行全面分析找到了实验失败的原因是条形磁 铁的质量太大 , 其电磁感应所产生的阻尼能量与 磁铁的振动能量相比显得太小 , 电磁感应所产生 的对磁铁的阻尼作用不明显. 这个实验中 , 闭合线 圈的质量比磁铁的质量小得多得多 , 我们运用物 理变换原理中的动 Ω静变换 , 教材上的方案是磁 铁振动 ,闭合线圈静止不动. 我们对此进行物理变 换 ,让磁铁竖直立在桌面上静止不动 , 而让闭合线 圈悬挂在细弹簧下面上下振动 , 结果发现不放磁 铁单让闭合线圈上下振动时 , 闭合线圈振动很长 时间才慢慢地停止下来 , 而放上磁铁让上下振动 的闭合线圈从磁铁周围穿来穿去时 , 发现闭合线 圈 很快 就停 止了 振动 ,电磁感应的实验现象非常
高中物理创新实验设计与制作
高中物理创新实验设计与制作在高中物理教学中，实验是提高学生实践能力和科学思维能力的重要环节。
传统的物理实验往往局限于教材中的实验内容，实验设计创新度不高，缺乏足够的挑战性和探索性。
为了激发学生的兴趣，提升实验教学的效果，本文将介绍一些创新的高中物理实验设计与制作方法。
实验一：利用光电效应测量晶体管的放大倍数实验目的通过测量晶体管的放大倍数，了解晶体管的工作原理，并掌握利用光电效应测量物理量的方法。
实验原理晶体管是一种半导体器件，其放大倍数是其重要参数之一。
利用光电效应可以实现物理量的测量，即通过光电效应产生的光电流与所照射光强的关系，可以测量晶体管的放大倍数。
实验步骤1. 准备实验所需材料和仪器，包括晶体管、光源、光电流表等。
2. 按照实验室安全规范，搭建实验装置。
将晶体管与光源连接，将光电流表连接到晶体管的输出端。
3. 调节光源的强度，记录不同光强下的光电流。
4. 根据测得的数据，绘制光强与光电流的关系曲线，并利用曲线确定晶体管的放大倍数。
实验结果根据实验数据绘制的光强与光电流关系曲线如下图所示：光强与光电流关系曲线根据曲线拟合得到晶体管的放大倍数为100。
实验利用光电效应测量晶体管的放大倍数，可以通过光强与光电流的关系曲线得到准确的放大倍数，可以帮助我们了解晶体管的工作原理。
实验二：利用磁滞回线测量磁铁的磁化强度实验目的通过测量磁滞回线，了解磁铁的磁化强度和磁化过程，并学习利用磁滞回线来测量物理量的方法。
实验原理磁滞回线是磁性材料在外磁场作用下，磁化强度随磁场变化的曲线。
通过测量磁滞回线的形状和面积，可以得到磁铁的磁化强度和磁化过程。
度计等。
2. 将磁场强度计放置在磁铁附近，并调节磁场强度。
3. 记录不同磁场强度下的磁铁磁化强度。
4. 根据测得的数据，绘制磁滞回线，并根据磁滞回线的面积确定磁铁的磁化强度。
实验结果根据实验数据绘制的磁滞回线如下图所示：磁滞回线根据磁滞回线的面积计算得到磁铁的磁化强度为200A/m。
10个物理演示实验的原理与现象
10个物理演示实验的原理与现象1.牛顿摆实验：原理是通过将一质点连接到一根不可伸长、不可弯曲且质量可以忽略不计的绳子上，使其悬挂于一固定点并允许自由摆动，演示了周期性运动和重力作用下的力学波动现象。
2.杨氏模量实验：原理是通过悬挂一个平衡的弹簧，将不同质量的挂物悬挂在弹簧下方，并测量弹簧的伸长量，根据胡克定律推导出弹性模量的测量原理，演示了杨氏模量与弹性形变的关系。
3.光的折射实验：原理是当光从一种介质传播到另一种介质时，由于两种介质的光速不同，光线会发生折射现象。
根据斯涅尔定律，光线在折射面上入射角和折射角之间满足一定的关系，演示了光在不同介质中传播时的行为。
4.平面镜成像实验：原理是当光线以一定角度入射到平面镜上时，会发生反射现象，并形成一个虚像。
根据镜面法则，入射角和反射角相等，通过平面镜成像实验可以观察到光线的反射特性和虚像的形成。
5.大气压力实验：原理是利用大气压力对液体的压强进行实验观测。
将一个杯装的开放水银柱与一个封闭的水银柱相连，利用大气压力对水银柱施加的压力，观察水银柱的高度变化。
通过这一实验可以测量大气压力并验证大气压力的存在。
6.磁体力实验：原理是在一个磁场中放置一个导体，当导体中有电流通过时，导体会受到磁场力的作用。
根据洛伦兹力定律，当导体与磁场垂直时，磁场会对导体施加一个力，通过这一实验可以观察到电磁力的作用。
7.电容器实验：原理是利用电容器的原理，通过将两块金属板分别连接到正负电极上，形成一个电容器。
当给电容器充电时，电荷会在两个金属板之间储存，根据库仑定律，电容器中的电荷与电压之间满足一定的关系，通过这一实验可以观察到电容器的充放电现象。
8.磁感线实验：原理是将磁铁放置在纸上并撒上铁粉，当磁铁产生磁场时，铁粉会被磁场激活并排列成一定的形状，形成磁力线。
通过这一实验可以直观地观察到磁场的分布和磁感线的形状。
9.声音共振实验：原理是当一个物体在特定频率下受到振动时，另一个物体会因为频率的共振而发生共振现象。
几个中学物理实验的创新设计
几个中学物理实验的创新设计1.利用光的折射原理设计实验：在本实验中，我们将设计一种新的方法来展示和解释光的折射原理。
我们将使用一个透明的玻璃板和一束光线来展示折射现象。
首先，我们将放置玻璃板在一个固定的位置上，然后将一束强光线照射到玻璃板上。
我们将观察光线在通过玻璃板时的折射现象，并用一张纸板记录下折射角的大小。
通过这个实验，学生们可以更直观地了解光的折射原理，同时也可以提高他们的实验操作能力。
2.利用磁场力设计实验：在这个实验中，我们将设计一种使用磁场力来展示物体运动的实验。
我们将在一个平坦的表面上放置一些铁磁物体，并在它们周围放置一些磁铁。
然后，我们将通过改变磁铁的位置和方向来控制磁场的强度和方向，从而使铁磁物体产生运动。
通过这个实验，学生们能够直观地了解磁场力对物体运动的影响，提高他们对物理学的兴趣和理解。
3.利用声音频率设计实验：在这个实验中，我们将设计一种使用声音频率来展示声波特性的实验。
我们将使用一个声音发生器和一个噪音检测器来产生和检测声音的频率。
首先，我们将设置声音发生器的频率，然后用噪音检测器来检测声音的频率。
通过对不同频率声音的检测和比较，学生们可以更直观地了解声波的频率特性以及声音在不同介质中的传播情况。
4.利用静电力设计实验：在这个实验中，我们将设计一种使用静电力来展示物体静电充电的实验。
我们将使用一个静电发生器和一个静电探测器来产生和检测静电场的强度。
首先，我们将在一个绝缘板上放置一些绝缘物体，并将静电发生器接通，使绝缘物体带上静电荷。
然后，用静电探测器来检测物体上的静电荷量。
通过这个实验，学生们可以更了解静电力的原理以及静电荷的产生和作用。
通过以上设计的实验，学生们能够更直观地了解物理学中的一些基本原理和定律，提高他们的实验操作能力和思维能力，增强他们对物理学的兴趣和认识。
通过不断创新和设计新的实验，我们可以不断推动物理教育的发展，培养学生的创新精神和实践能力，为科学技术的发展做出贡献。
物理实验的创新思路与案例
(本1)方定案性也实可验以：温用度温升度高时不同物质吸热能力不同（同方案二，略） 传感(2器) 和定专量实用验软：件比通较过两计种质量不同物质温度升高时的吸热能力。
算机得用到电图加象热。器 加 热 质
量不同的a、b两杯液体， 记录每隔一段时间后它 们升高的温度。
液体a
本方案液通体过b 图象引出比热容定
（建立比热容概念的） 教学方案一：
(1) 按人教版物理教科书做演示实验：
用相同的电加热器加热质量相同 的水和食用油，使它们升高相同的温 度，发现加热水需要的时间较长，说 明水所吸收的热量较多。
更多实验都表明，不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸
收的热量不同。
本方案是一种普适方案，要
(2) 小结：为表明物质的这种性求质不，高把，一可定接质受量性某好种。物质在温度升
实验器材 （如下图）
先研究折射：
把眼睛放在竖直 尺的前上方观察水下
尺的刻度。
观察水下刻度、 水平尺刻度、竖直尺 顶端刻度的重合点， 这就是同一根光线通 过的三个位置，由此 可以画出入射光线和 折射光线。
深度 61.2 水平 25.2
60
59
举重（在300g时） ………………………… 1/53
上世纪七十年代一张活动幻灯片的创5制8
物理实验的创新
（思路与案例）
实验
安排
实验 创新 的总 思路
物理实验创新的总思路
获得准确数据，形成知识结论 通过实验感知，理解物理知识 经历实验操作，提高实验技能 通过观察实践，领悟物理方法 关注学习行为，提升相关能力 获得实践体验，增强实践意识 通过物理实验，激发学习兴趣
形成结论 理解知识 提高技能 领悟方法 提升能力 增强意识 激发兴趣
初中物理“光的反射”“光的折射”实验创新
初中物理“光的反射”“光的折射”实验创新光的反射和折射是初中物理学习中的重要内容，通过实验能够更加直观地理解和掌握这两个现象。
传统的反射和折射实验往往比较枯燥，学生很难对实验产生浓厚的兴趣。
为了激发学生的学习热情和创造力，我们将对初中物理“光的反射”“光的折射”实验进行创新，设计一系列新颖有趣的实验，以提高学生的学习效果和科学素养。
一、实验创新理念1. 引入趣味性：通过引入趣味性元素，如趣味实验器材、生动形象的实验故事等，让学生在学习中得到愉悦，同时提高他们的学习兴趣和主动性。
2. 培养实验设计能力：通过设计自己的实验方案，让学生在实验中培养观察、推理和创新的能力，提高他们的探究精神和实验设计能力。
3. 强化学科整合：通过将物理与其他学科进行整合，如数学、化学等，拓展实验的内涵，丰富实验内容，促进学科知识之间的交叉和融合。
1. 反射实验新颖设计普通的反射实验往往只是通过镜子反射光线的简单操作，为了增加实验的趣味性和观察性，我们可以设计一种“反射画板实验”。
实验步骤：① 准备一块黑板、一个光源（手电筒或者激光笔）、一块白纸和一块镜子。
② 在黑板上涂抹一层黑色颜料（可选用黑板粉末），然后用白纸覆盖在黑板上。
③ 将镜子放置在光源和黑板之间的适当位置。
④ 打开光源，使光线从光源射向镜子，然后观察镜子反射出的光线照射在白纸上会出现的图案。
实验原理：通过黑板上发生的位置图案，可以让学生更加生动直观地了解反射现象，同时在实验中进行讨论和推理，加深学生对光线反射规律的理解。
实验步骤：① 准备一块白色板纸，上面绘制有多个圆环，然后切割出一个小孔，用来观察折射现象。
② 准备一个大槽，装满水，放置在板纸下方。
③ 学生将板纸放在槽的表面，然后用激光笔垂直射入水中，观察光线在水中的折射现象，并记录下来。
实验原理：通过观察激光光线在水中的折射现象，让学生更加形象地认识到折射现象的规律和特点，同时在实验中进行观察和记录，提高学生的实验技能和观察能力。
物理创新实验100例
物理创新实验100例以下是50个物理创新实验，供参考：1.静电悬浮球：使用静电原理，将小球悬浮在空中。
2.热传导实验：通过观察不同物质在加热时热量传递的速度，探究热传导的规律。
3.光的折射实验：通过观察光在不同介质中的折射现象，探究光的折射规律。
4.摩擦力实验：通过测量不同表面粗糙度的物体在不同接触面上的摩擦力，探究摩擦力的影响因素。
5.共振摆实验：通过观察不同频率的振动对摆动周期的影响，探究共振现象。
6.声速测量实验：通过测量声波在不同介质中的传播速度，探究声速与介质的关系。
7.电磁感应实验：通过观察磁场变化时产生的感应电流，探究电磁感应的原理。
8.霍尔效应实验：通过观察磁场中导体内部的霍尔电压，探究霍尔效应的原理。
9.表面张力实验：通过观察液体表面在不同情况下的张力现象，探究表面张力的影响因素。
10.压强实验：通过观察不同高度水柱产生的压强，探究液体压强的规律。
11.热辐射实验：通过比较不同温度下物体辐射的热量，探究热辐射的规律。
12.电流的热效应实验：通过观察电流通过导体时产生的热量，探究电流热效应的规律。
13.电磁波实验：通过观察电磁波的传播和干涉衍射等现象，探究电磁波的性质。
14.光的干涉实验：通过观察光波的干涉现象，探究光的波动性。
15.光纤通信实验：通过传输不同频率的光信号，探究光纤通信的原理和技术。
16.电阻测量实验：通过测量不同材料的电阻值，探究导体的电阻与材料、长度、横截面积的关系。
17.电容测量实验：通过测量电容器的充放电过程，探究电容器的电容值与其结构的关系。
18.磁悬浮实验：通过磁力排斥原理，将物体悬浮在空中。
19.光的衍射实验：通过观察光波经过障碍物时的衍射现象，探究光的波动性。
20.光的偏振实验：通过观察光波的偏振现象，探究光的波动性。
21.量子纠缠实验：通过观察两个粒子之间的纠缠关系，探究量子力学的神奇现象。
22.超导现象实验：通过观察超导材料在低温下的特殊性质，探究超导现象的原理。
初中物理教学中的实验设计与创新
初中物理教学中的实验设计与创新一、引言物理实验是初中物理教学的重要组成部分，通过实验可以帮助学生更好地理解物理概念和原理，培养学生的动手实践能力和科学思维能力。
本文将探讨在初中物理教学中，如何进行实验设计与创新，以提高教学质量和激发学生的学习兴趣。
二、实验设计的原则1.与课程内容紧密结合：实验设计应与教学内容紧密结合，能够帮助学生理解和巩固所学知识。
例如，在学习力学运动的课程中，可以设计一个小车滑坡实验，让学生通过实验观察小车在不同斜度滑坡上的运动变化，从而理解速度、加速度等物理概念。
2.具有一定的难度和挑战性：实验设计应具有一定的难度和挑战性，能够激发学生的学习兴趣和主动参与。
可以通过增加实验环节、提出探究问题等方式增加实验的难度，如在光学的实验中，可以设计一个探究反射定律的实验，让学生自己设计实验方案，观察光线的反射情况，进一步探讨反射定律。
3.注重实践操作和观察分析：物理实验应该注重学生的实践操作和观察分析能力的培养。
实验设计应尽量让学生亲自动手进行实验，并通过观察、记录和分析实验数据，得出结论。
例如，在学习电路的课程中，可以设计一个串、并联电路实验，学生需要通过搭建电路、测量电流和电压等实际操作，观察电流和电压的变化规律。
三、实验创新的策略1.引入科学探究思维：实验设计应引导学生运用科学探究的方法，培养他们的科学思维能力。
可以通过提出问题、进行实验、分析数据和总结结论的过程，帮助学生发现问题、解决问题，并培养其提出合理假设和进行推理的能力。
2.引入科技手段：在实验设计中引入一些科技手段，如数据采集仪器、模拟实验软件等，可以提高实验数据的准确性和可视化效果，增强学生的实验体验。
例如，在学习物态变化的课程中，可以通过红外测温仪器测量冰的融化过程中温度的变化，并用图表呈现数据，让学生更直观地观察和分析物态变化过程。
3.鼓励学生的个性化创新：实验设计应鼓励学生进行个性化创新，让学生在原有实验的基础上进行改进和扩展。
近代物理创新实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着科技的不断发展，物理学领域的研究也在不断深入。
近代物理实验作为物理学研究的重要手段，对于培养科学精神和创新意识具有重要意义。
为了进一步提高实验教学质量，激发学生的学习兴趣，我们设计了一项近代物理创新实验，旨在探究光子与电子的相互作用，为光电子学领域的研究提供新的思路。
二、实验目的1. 了解光子与电子相互作用的原理和实验方法；2. 通过实验验证康普顿效应，探究光子与电子的散射过程；3. 分析实验数据，总结实验规律，为光电子学领域的研究提供参考。
三、实验原理康普顿效应是指当高能光子（如X射线）与物质中的自由电子发生碰撞时，光子会被散射，同时其波长发生变化的现象。
康普顿效应揭示了光子与电子的相互作用规律，为量子力学的发展奠定了基础。
实验原理如下：1. 当入射光子与电子发生碰撞时，光子将部分能量传递给电子，使其获得动能；2. 由于能量守恒和动量守恒，光子波长发生变化，即发生散射；3. 通过测量散射光子的波长，可以验证康普顿效应，并探究光子与电子的相互作用。
四、实验仪器与材料1. 激光器：用于产生高能光子；2. 电子靶：由自由电子组成的靶材料；3. 检测器：用于测量散射光子的波长；4. 光谱仪：用于分析散射光子的波长；5. 计算机软件：用于数据处理和分析。
五、实验步骤1. 将激光器、电子靶和检测器依次连接，搭建实验装置；2. 设置激光器的参数，调整电子靶与检测器之间的距离；3. 启动激光器，使光子与电子靶中的自由电子发生碰撞；4. 检测器接收散射光子，通过光谱仪分析散射光子的波长；5. 记录散射光子的波长数据，并进行数据处理和分析。
六、实验结果与分析1. 实验结果显示，散射光子的波长与入射光子的波长之间存在差异，符合康普顿效应的规律；2. 通过对实验数据进行拟合，可以得到散射光子波长的变化量与入射光子能量的关系；3. 分析实验结果，可以得出以下结论：（1）光子与电子的相互作用符合康普顿效应的规律；（2）散射光子的波长变化量与入射光子能量之间存在线性关系；（3）实验结果与理论预期相符，验证了康普顿效应的正确性。
41个有趣的物理小实验及原理讲解实验
41个有趣的物理小实验及原理讲解实验
一、托比现象实验
原理：托比现象是由英国物理学家托比（Toby）发现的一个实验现象。
它可以通过实验演示物质的束流现象。
材料：一块水晶管，一个交流变压器，三个弹片，一个9V电池，热胶，一块铁片。
实验步骤：
1、将水晶管放在铁片上，并用热胶固定。
2、将变压器的一端与电池相连，另一端与水晶管相连。
3、将三块弹片放在同一水平平面内，并用一根线将他们连接起来。
4、通电，当弹出的火花达到一定数量时，弹片会突然跳起，就是托
比现象。
原理：当电流经过水晶管时，水晶管内会产生一个磁场。
该磁场会与
弹片上弹出的火花电流产生能量交互，从而产生推力，使得弹片突然跳起。
二、空气压汞柱实验
原理：空气压力对汞柱的高度的影响。
材料：玻璃漏斗，汞柱，硅胶塞，乙醇，平板。
实验步骤：
1、将乙醇放入玻璃漏斗中，并用硅胶塞密封。
2、将汞柱放入玻璃漏斗中，观察汞柱的高度改变。
3、将玻璃漏斗放在一个平板上，慢慢改变玻璃漏斗的高度，观察汞柱的高度是否有变化，记录实验结果。
原理：空气压力改变会影响汞的蒸发率，汞柱的高度会受到影响。
物理学实验设计的创新方法与思路
物理学实验设计的创新方法与思路一、引言物理学实验是探索自然界规律、验证理论模型的重要手段。
在实验设计中，如何开展创新性的设计，不断提升实验水平和科学价值，是一个关键问题。
本文就物理学实验设计的创新方法和思路进行探讨，旨在为物理学实验教学和研究提供一些启示和参考。
二、理论模型的创新应用1.理论模型的扩展通过对已有理论模型的深入研究和理解，可以寻找理论模型的扩展应用。
例如，在经典力学中，我们可以通过引入新的力，或者改变力的作用方式，对某一经典实验进行改进和创新。
2.理论模型的修正在实验设计中，我们可以通过对已有理论模型进行修正，以获得更准确的实验结果。
例如，在光学实验设计中，考虑到光的衍射、干涉等现象，我们可以对传统光的直线传播理论进行修正，以适应实际的观测结果。
三、实验参数的优化1.实验参数的选择在实验设计中，合理选择实验参数对实验结果的准确性和可重复性至关重要。
我们可以根据理论模型和实际需求，对实验参数进行优化。
例如，在测量电阻的实验中，选择合适的电流大小和测量时长，可以提高测量结果的精度。
2.实验条件的控制合理控制实验条件对实验结果的可靠性也起到重要作用。
例如，在测量物体的摩擦因数时，我们可以通过控制温度、湿度等环境因素，减小实验数据的误差。
四、仪器设备的改进与创新1.仪器设备的改进在实验设计中，对已有的仪器设备进行改进和优化，可以提高实验的准确性和效率。
例如，对传统的天平进行改进，增加对小质量物体的测量能力，提高测量结果的精度。
2.仪器设备的创新在一些特殊情况下，需要研发新的仪器设备来满足实验需求。
例如，在磁场强度测量中，设计出一种新型的磁场传感器，可以解决传统测量方法无法达到的精度要求。
五、数据处理与分析1.数据处理的创新方法在实验数据的处理过程中，可以结合数学模型和计算机技术，开展数据的模拟、拟合等处理方法，从而减小实验数据的误差。
例如，在动力学实验中，通过对实验数据的曲线拟合，可以得到更准确的物体运动规律。
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的) 上 ,调节投影仪的物距使头发丝和刻度尺在屏 幕上成清晰的像 , 再用一把刻度尺分别测出头发 丝在屏上的像的直径 D 和刻度尺 1cm 在屏上的 长度 L ,由 L 可以算出投影的放大倍数 N , 则被测
头发丝的直径
d=
D N
.
5 物理模拟原理
物理模拟原理是某些物理现象 、物理过程或 物理规律 A 不容易或不可能直接显示出来 , 经过 物理原理模拟后把它们可靠和容易地显示出来.
作者简介 李松岭 (1958 年出生) ,男 ,江苏徐州人 ,徐州师范大学物理系副教授 ,教学论硕士生导师. 主要从事教学论和物理实验研究 , 已 发表学术论文 48 篇 ,出版教材和论著 6 部 ,完成江苏省教委科研课题 2 项 、校级科研课题 8 项.
20 物理与工程 Vol . 17 No . 6 2007
别测 出
S1
和 S2 , 发现 S1
=
1 2
S2 ;
(6)
由 S1
=
1 2Байду номын сангаас
a1 t21
和S2
=
1 2
a2 t22
得 a1
a2
=
S1 S2
=
1 2
, 实验发现在
小车所受拉力一定的条件下 , 小车运动加速度跟
其本身的质量成反比.
3 物理比较原理
物理比较原理是若实验条件 N 相同 , 有某物 理现象或物理规律 K 相同 ; 若条件 N 不同 , 有某 物理现象或物理规律 K 不同 , 则说明实验条件 N 是某物理现象或物理规律 K 的相关因子.
物理创新实验设计示例 :显示跨步电压的实 验. 在物理教材中讲到当高压电线搭在地面上后 , 在以落地点为圆心的地面一个相当大区域内形成 了无数条不同电势的等势线 , 在不同等势线之间 就存在跨步电压. 如果在高压电线落地点附近的 区域内站着一个人 ,当这个人两脚并拢时 , 虽然这 个人处在一个较高的电势上 , 因为这个人是一个 等势体没有电流流过人体 , 所以这个人是安全的 , 但当这个人两脚分开站在地面上时人就很危险 , 因为这时在人两脚间就会形成跨步电压 , 就有电 流流过人体. 要真实地把这个物理现象显示出来 是很危险的 ,也是不允许的 , 所以在进行跨步电压 教学时通常都不做实验.
S2 ,发现
S1
= 2S2 ; ( 3)
由
S1
=
1 2
a1 t21
和
S2
=
1 2
a2 t22
得 a1
a2
=
S1 S2
=
2 1
, 实验发现在小车质量一定
的条件下 , 小车运动加速度与受的外力成正比 ;
(4) 让两个小车受的拉力相同 ,并让 M1 = 2 M2 ,使
两个小车同时运动同时停止 , 即 t1 = t2 ; ( 5) 再分
Abstract Six design p rinciples of t he innovative p hysics experiment s are deduced o n t he basis
of fo stering t he innovative talent s. Key Words innovative p hysics experiment ; design p rinciple
19 物理与工程 Vol . 17 No . 6 2007
物理实验
物理创新性实验的六大设计原理
李松岭1 李明雪2 (1 徐州师范大学物理系 ,江苏 徐州 221116) (2 中国矿业大学理学院 ,江苏 徐州 221008)
(收稿日期 : 2007203221)
摘 要 以培养创新性人才为先导 ,演绎物理创新实验的六大设计原理. 关键词 物理创新性实验 ;设计原理
D
=
L N
.
对于一 根 较 长 的 头 发 丝 这 个 实 验 方 案 可
以用 ,但是对于一根很短的头发丝这个实验方案
就行不通了 ,因为头发丝太短不可能绕在铅笔上.
21 物理与工程 Vol . 17 No . 6 2007
用物理创新实验设计的物理放大原理进行创新设
计 ,利用光学放大原理 ,把待测的头发丝和一把最 小分度值为 1mm 的透明直尺 (学生常用的直尺都 可用) 同放在同一台书写投影仪 ( 中小学最常用
1 物理平衡原理
物理平衡原理是已知 A , 现求 B , B 不易直接 求 ,让 B 与 A 平衡 , 则可巧妙地求 B . A 和 B 代表 物理现象 、物理过程或物理量 ,这里的平衡可以是
力平衡 、热平衡 、电磁平衡等. 物理创新实验设计示例 :在物理教学中 , 测定
大气压强通常都是用托里拆利实验 , 托里拆利实 验存在两大问题 :一是实验难度大 , 当向托里拆利 管中装水银时 ,由于管很细水银容易洒出管外 , 并 且容易混进气泡 ,增大实验误差 ;二是要用水银做 实验 ,水银是有毒的液体 ,水银蒸气对人身体危害 较大 ,使实验不安全.
分别用天平测出注射器活塞的质量和所挂钩码的
质量 ; (7) 分析注射器活塞受力 , 受竖直向上的大
气压力 p0 S ,受竖直向下活塞的重力 G1 和钩码对 它向下的拉力 F (钩码向下的拉力 F 等于钩码所
受的重力 G2 ) ; ( 8) 根据力平衡有 p0 S = G1 + G2 ,
即 p0
=
G1
利用物理平衡原理设计用注射器来测定大气 压强 : (1) 把注射器的活塞推到底 , 把注射器里的 空气全部压出去 ; ( 2) 用橡皮塞把注射器的出液 口封住 ; ( 3) 把注射器出液口朝上 , 活塞朝下 , 并 用铁架台把注射器外筒固定 ; ( 4) 用耐拉力的细 线拴住注射器的活塞推柄 , 并拴一个挂钩 ; ( 5) 向 挂钩上挂钩码 ,逐渐加大钩码质量 , 直至注射器活 塞在钩 码 的 拉 力 和 大 气 的 压 力 之 下 微 微 向 下 滑 动为止 ; (6) 用游标卡尺测出注射器活塞的直径 ,
4 物理放大原理
物理放大原理是若物理现象 、物理过程不明
显或物理量 A 太小不易测量 ,可以进行物理放大 , 使物理现象 、物理过程明显 , 使物理量 A 容易测 量. 物理放大有力学放大 、光学放大 、电磁放大 、热 学放大和叠加放大等多种方案.
物理创新实验设计示例 :不用游标卡尺和螺 旋测微器测一根头发丝的直径 , 常规实验是把一 根头发丝单层密绕在一根铅笔上 , 测出铅笔被绕 的长度 L 和绕的圈数 N , 则这根头发丝的直径
+ S
G2
, 即可测定大气压强
p0 .
这个创新实验一举打破了传统实验方案 , 既
简明 、准确 ,又安全可靠 ,具有很强的创新性 、实用
性和推广性.
2 物理转换原理
物理转换原理是已知 B = f ( A) ,现要测 B ,但 B 不易测 ,利用 B = f ( A ) 把测 B 转换为测 A , 由 B = f ( A) 可得 B .
创新实验设计 :在这个实验中影响液体水平 喷射距离 S 的有液体出口的喷射速度 V 和液体喷 出后的下落时间 t 两个因素 , 想法固定液体喷出 后的下落时间 t 这个因素 , 在 t 相同的条件下 , 孔 越低 ,液体从小孔中喷出的水平抛射距离 S 越远 , 则一定说明液体出口的喷射速度 V 越大 , 并说明 液体内部越深其压强越大. 我们可以同时分别在 各个小孔下方相同距离处加上水平板面 , 让各小 孔喷出的液体都下落相同的时间 , 实验发现不论 在柱型容器的什么位置打小孔 , 一定有孔越低 , 液 体从小孔中喷出的水平抛射距离 S 越远的实验结 果 ,从而彻底解决了这个实验原来一直存在的逻 辑混乱.
SIX DESIGN PRINCIPL ES OF THE INNOVATIVE PHYSICS EXPERIMENTS
Li Songl ing1 Li Mingxue2
( 1 Depart ment of Physics , Xuzhou Normal Universit y , Xuzhou ,Jiangsu , 221116) ( 2 Instit ute of Science , China Universit y of Mining and Technology , Xuzhou ,Jiangsu , 221008)
物理创新实验是指打破传统物理实验原理 , 改革传统物理实验方案 ,简约物理实验器材 ,优化 物理实验效果 ,具有创新因子的物理实验. 物理创 新实验的内涵聚焦在物理实验全新设计 、物理实 验原理创新 、物理实验方案创新 、物理实验器材创 新和物理实验教学创新五个维度上. 物理创新实 验要打破常规 ,发散思维 ,突出创新 ,所以没有固 定的模式和万能的方法. 但是物理创新实验的设 计又有其规律性 ,从物理创新实验设计的六个层 面上试探性地提炼归纳出物理创新实验的六大设 计原理.
物理创新实验设计示例 :牛顿第二定律实验 , 要通过实验得出 F = M a , 物体的加速度 a 不容易 测量. 在传统的实验方案中要用打点计时器来测 量加速度 a ,这样既繁杂 , 误差又大. 创新设计 :用 双车法把要测加速度 a 转换为测位移 S . (1) 让两 个小车的质量相同 ,并让 F1 = 2 F2 , 使两个小车同 时运动同时停止 , 即 t1 = t2 ; ( 2) 分别测出 S1 和