数字化物理实验演示
实验报告—数字化信息技术及其运用
实验日期：2008.6.3实验名称：数字化信息技术及其运用实验目的：借助“朗威Longwill ”，用单摆测量重力加速度，并演示单摆的等时性。
实验仪器“朗威Longwill ”微机辅助高级中学物理实验系统，微机，单摆，通电螺线圈实验原理1． 用单摆测量重力加速度如图1所示，细线下面系着一个匀质小球，以θ角左右摆动。
单摆的周期是gl T π2=，其中l 是摆线的长度(包括了小球的半径)，g 是当地的重力加速度。
将单摆的周期公式变换可得到重力加速度的公式为，224Tlg π=实验步骤(1)将单摆探头接入主控机的第二输入端。
(2) 将单摆光电门放置于单摆的平衡位置，使摆线挡光而不是摆球挡光。
(3) 运行软件，设置计时方式为“时刻—隔次”。
(4) 摆动单摆，按“开始”键，观察光电门工作是否正常。
(5) 当光电门正常工作，使单摆小振幅摆动，再按“开始”键开始测量。
测量多组数据后停止测量。
(6) 按“数据记录”，记录各组测量数据。
将“变量一”记为2T ，将“变量一”中的全部数据复制到“变量二”中且从第二行开始；在表达式一中输入123T T T -=，表示单摆的周期，按回车即得到数据；在表达式二中输入2^824.02^1416.343T g ⨯⨯=，表示重力加速度，按回车即得到数据。
(7) 最后点击“数据计算”就得到实验结果。
结果和讨论表1是摆长为82.4cm(包括了小球的半径)时记录的数据。
周期 (s ) 重力加速度 (2/s m ) 周期 (s ) 重力加速度 (2/s m ) 周期 (s ) 重力加速度 (2/s m ) 周期 (s ) 重力加速度 (2/s m ) 1.690211.387021.689411.397811.689611.395111.689211.40051.688 11.41672 1.6872 11.42755 1.6856 11.44925 1.6848 11.46013 1.69 11.38971 1.6892 11.4005 1.6884 11.41131 1.6888 11.4059 1.6876 11.42213 1.687 11.43026 1.6864 11.43839 1.6852 11.45469 1.690411.384321.689411.397811.688811.40591.68811.41672表1最后得到单摆测得的重力加速度为：4347.11=g 2/s m 。
数字化物理实验演示
5、观察电容充放电现象
电学 源生
off
电 压
传
感
器
多量程电流传感器 20mA
点击下拉菜单， 选择200
拨动开关
6、研究通电螺线管的磁感应强度
实验装置
U＜6V
磁传感器
10Ω
• 螺线管串接10Ω 电阻器接入稳定
的直流电源（电
压小于6V）。
• 传感器使用前需
预热3分钟。
传感器的作用： 测量磁场的强度
间隔0.02A
• 点击“数据计算”，计 算出小灯泡电阻的大小。
• 点击“绘图”，显示电 压与电流的关系图线 。
对应的小灯泡依次为： 6.3V0.15A 6.3V0.42A 6V5W
通用软件测 U – I 曲线
U
I
R
0.40 0.18 2.22
U
1.20 0.34 3.53
1.60 0.38 4.21
小灯泡U-I曲线描绘
使用电流、电压传感器
电路连接
电流传感器
电压传感器 灯
滑动电阻器
实验步骤
• 点击“开始记录” 和“传感器调零” 。 • 接通电源，点击“记录数据”，将一组电压、电
流值记录在软件的表格中。 • 以适当的电流间隔，改变小灯泡的电流，同时点
击“记录数据”，记录不同电流以及对应的电压 值 。额定电流较大的小灯泡，间隔可相应增大。
黄色区域： 手工输入F、M
白色区域： 计算机自动记 录加速度值
1、研究加速度与外力的关系
• 释放小车 • 得到 v－t 图
手工输入外力F
质量M
（包括所有部件）
手工输入质量M
得到第一组数据
选择区域 得到第1组数据
数字化物理实验演示ppt课件
.
拟合图线
得到加速度a与质量M的倒数 成正比的 图线
理想的实验结果：直线应当通过原点
.
.
3、平抛运动
平抛运动实验器
.
二维平抛运动实验器
光电门
平抛运动
d
压电陶瓷片
实验特色：
通过测量小球的初速度、飞行时间、落地距 离等数据研究平抛运动
.
二维运动实验系统特色：
能够实时描绘运动物体的轨迹
能够实时记录下运动物体在平面 坐标系内的坐标
能够对坐标值进行数据处理，数 学分析，完成实验教学
.
二维运动传感器
接收器
发射器
按固定间隔，发射 超声波信号。
三角定位算法
Y
分别测量发射器到 两个接收头R1 、R2 的距离L1、L2。
接收器
DIS 实验 演示与操作
赵恺 上海市中小学数字化实验系统研发中心
山东省远大网络多媒体股份有限公司
.
实验列表
1、运动物体的位移、速度、加速度 2、牛顿第二定律 3、平抛运动 4、小灯泡的伏安特性曲线 5、通电螺线管的磁场分布 6、电容充放电 7、电源电动势和内阻 8、动量定理（变力） 9、法拉第电磁感应定律（切割） 10、法拉第电磁感应定律（感应） 11、安培力 12、向心力研究 .
off
电 压
传
感
器
多量程电流传感器 20mA
.
点击下拉菜单， 选择200
.
拨动开关
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6、研究通电螺线管的磁感应强度
.
实验装置
U＜6V
磁传感器
10Ω
• 螺线管串接10Ω 电阻器接入稳定
初中物理数字化教学创新实践案例范文
随着技术越来越好，我们教授物理学的方式正在发生变化。
我们看到
许多使用数字材料在中学教授物理的酷新思想。
这个案例研究是研究
数字工具如何能够帮助物理教学更好。
我们认为使用数字工具可以让
教学物理更加容易，让学生更加有趣。
这个研究将给我们一个很好的
视角，数字材料如何能对我们的教学方式和学生的学习水平产生很大
的影响。
让我们用数码化妆来爵士乐来教授物理学！图片如下：学生潜入虚拟实验和模拟中，将复杂的物理理论带入生命。
凭借多媒体的力量，他
们可以观看视瓶和动画，让学习物理学成为爆炸。
这些数字工具不仅
仅是用来展示的，它们让学生们能够成为科学的调查员，进行实验，
并自行分析数据。
跟无聊的教科书说再见，跟一个激动人心，互动的
学习经历打声招呼，把物理课变成最终的冒险！
数字化物理教学的夜舞与上线评台和教育应用的拥抱相互交织。
这些
充满魅力的评台和应用程序展现出许多奇妙的功能，提供即时反馈，
设计个性化的学习道路，并解开合作学习机会。
在这里，教师是术士，伤害任务和评估，进行成形评估，并给予其弟子有针对性的支持。
上
线评台是一个结合和互动的领域，学生们编织了协作和互动学习的挂毯，就像宇宙芭蕾舞中的天体。
通过利用这些数字资源，教师将自己的教学策略推广到最大程度，从而激发出一种使学生学习的光辉感。
数字化物理实验与案例
数字化物理实验与案例数字化学物理实验是指利用计算机和相关软件技术，通过模拟和仿真等方法进行的一种虚拟实验。
它可以在计算机上模拟各种实验环境和条件，进行物理实验过程的模拟和数据分析，以及对实验结果的预测和解释。
实验名称一：弹簧振子的周期与质量关系实验实验目的：验证弹簧振子的周期与质量之间的关系，并探究其物理规律。
实验步骤：1.在计算机上打开相应的数字化化学物理实验软件，进入弹簧振子实验界面。
2.准备弹簧、质量块和计时器等实验装置，并将其安装在模拟实验界面中。
3.调整质量块的质量和弹簧的劲度系数，设置实验参数。
4.点击开始按钮，启动实验过程的模拟。
5.记录实验过程中弹簧振子的周期，并将数据保存到计算机中。
6.根据实验数据，绘制周期与质量之间的关系曲线。
7.分析实验结果，验证周期与质量之间的关系，并解释其物理规律。
该案例通过数字化实验软件模拟了弹簧振子的实验过程，可以根据不同的质量和劲度系数设置实验参数，并记录实验数据。
通过分析实验数据，可以得出周期与质量之间的关系曲线，并验证其物理规律。
数字化化学物理实验的优势：1.可以在虚拟环境中进行实验，避免了实际实验过程中的安全隐患。
2.节省实验材料和设备成本，方便实验教学资源的共享和传播。
3.可以进行多次重复实验，提高实验结果的可靠性和准确性。
4.可以对实验参数进行灵活调整，探究不同条件下的实验现象和规律。
5.提供了直观的实验界面和数据分析工具，方便实验数据的记录和处理。
总之，数字化化学物理实验为学生提供了一个便捷、安全和高效的实验学习平台，能够加深对物理规律的理解和掌握。
实验名称二：光的折射与反射实验实验目的：通过模拟实验验证光的折射定律和反射定律，并探究其物理规律。
实验步骤：1.打开数字化物理实验软件，在光的折射与反射实验界面中设置实验参数。
2.准备一束光源、玻璃板、三棱镜等实验装置，并将其安装在模拟实验界面中。
3.调整光源的位置和角度，设置入射光线的方向和强度。
验证阿基米德原理实验(数字化实验)
验证阿基米德原理实验阿基米德原理是初中物理浮力部分的重点。
人教版教材中对验证阿基米德原理的验证是：用弹簧测力计测出重物的重力；再将重物浸入溢水杯中，读出弹簧测力计示数，同时会在溢水杯水嘴下方的小烧杯中得到溢出的水；称得溢出的水的重力与两次弹簧测力计示数的变化相同，则得到阿基米德原理。
为得到连续的排开液体的体积变化，更直观地找到浮力与排开液体重力之间的关系。
本实验将利用实验室中的焦利氏秤和力学传感器设计实验，通过数据采集，以图像形式呈现在计算机上，直观地找到浸入液体中的物体所受浮力与物体所排开液体的重力的大小关系，进而验证阿基米德原理。
【实验目的】：利用实验室的焦利氏秤、力学传感器、电子天平和自制仪器设计实验验证物体所受浮力等于其排开液体的重力这一原理。
【实验仪器】：焦利氏秤、铁架台（两个）、PASCO力学传感器两个、自制溢水杯、纸杯、多通道数据采集器、计算机、滑轮、重物【实验原理】：根据阿基米德原理，浸入液体中的物体所受浮力等于物体所排开液体的重力，所以当物体浸入液体中时，排开的液体会通过溢水杯滴到纸杯中，勾住重物的力学传感器和勾住纸杯的传感器因为浮力的产生和排水量的增加会发生相应的变化，从而在计算机上呈现出数据变化曲线。
【实验步骤】：1.按照实验装置图正确连接实验仪器，在自制溢水杯中加入水，使水面与吸管上端口平齐。
2.打开计算机桌面的“DataStudio”软件，进入数据采集界面。
3.将力学传感器归零，设置勾住重物的力学传感器为推力正，勾住纸杯的力学传感器为拉力正。
点击“启动”，通过调节旋钮，来控制焦利氏秤的标尺向下移动，直至重物将要接触溢水杯壁时，停止调节旋钮，点击界面上的“停止”。
4.将焦利氏秤换成由铁架台和滑轮组装成的支架，如图二所示，重新建立实验活动，将力学传感器归零，设置勾住重物的力学传感器为推力正，勾住纸杯的力学传感器为拉力正。
点击“启动”，用手拉动绕过滑轮的线的一端，使重物下降，直至重物将要接触溢水杯壁时，停止调节旋钮，点击界面上的“停止”。
普通物理演示实验数字化教学资源建设
（） ３ 培养学生严谨的科学思维能力和创新精神以及理论联系实际、 分析和解决实际问题的能力 ， 特别 是与科 学技术 发展 相适 应 的综 合能力 ，为 开展各 种设 计性 、综合性 和研 究性 的实验 创造 条件 ．
（ ） 字化演示 实验 教学 资源 可以循 环使用 ，不 存在实验 器材 的消耗 问题 ，节 省 了使用 维 护成本 ， ４ 数 这
近 年来 ， 随着 计算机 技术在教 学 中的普及 ， 种软件 对学生 学 习和掌握课 堂知识发 挥 了重 要 的作用 ． 各 各
高校也都开始着手建设虚拟实验室 ，主要考虑将计算机技术与综合实践、创新型实验教学相结合 ，也取得 了一定 的效果． 到 目前 ，清华 大学 、北 京交通 大学 、同济 大学等 高校 的普通 物理 演示实验 教学资 源均 已经
形 成一定 规模和 特色 ，但是具 有师范 院校特 色的教学 资源建 设相对 薄弱．需 要结合 师范 院校 的特 色 ，挖掘 具 有师范 特色 的开发 内容．
２ 演示 实验教学资源建设 的实际意义
考虑将 计算 机技术 合理地 运用 到普 通物 理的理论课 教 学 ，通 过普通物 理数字 化演示 实验教学 资源包 的
建设 ，有效地解决 当前 由于扩招导致的大课堂教学问题，以及学校实验室建设经费紧张 ，部分专业传统演 示实验无法开设或开设较少等问题．同时可以考虑将建设成果通过网络途径进行开放共享 ，发挥已有教学 资源的最大价值 ，进而推动教学方法与教学手段 的改革“ ｔ ．建成后将起到一些非常实际的应用价值 ， 具体 表现在 几个 方面 ：
第 ３ 卷 第 １ Ｏ 期
２ ０ 钷 １月 ０１
高 师 理 科 学 刊
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ ｃ ｅ ｃ ｏ Ｆ ａ ｈ ｒ Ｃｏｌ ｇ ｎ Ｕ ｉｅ ｓｔ ｏ ｒ ａ ｆ Ｓ ｉｎ ｅ ｆ ｅ ｃ ｅ ｓ ｌ ｅ ａ ｄ ｎ ｖ ｒｉ ｅ ｙ
基于数字化的物理实验教学研究——以“机械能守恒定律”为例
教法学法♦i’此if #学参考第50卷第4期2021年4月基于数字化的物理实验教学研究—以“机械能守恒定律”为例张石晶(通化市第一中学校吉林通化134001)文章编号：l 〇〇2-218X (2021)04-0022-02中图分类号：G 632. 41文献标识码：B摘要：对数字化信息系统构造与原理进行了分析，利用现代信息技术对物理实验课堂教学设计进行研究，推动物理 实验向数字化发展，促进教学方式、学习方式、师生互动的改变，实现物理实验与信息技术的有机结合，构建高效率、高 质量的实验课堂。
数字化环境下的物理实验教学，有助于学生理解、掌握物理知识，使学生把握现代科技与物理之间 的联系，推动学生的全面发展。
关键词：数字化信息系统；物理实验；教学设计数字化信息系统已渗透并应用于教育领域，数字化物理实验紧随数字时代孕育而生，课堂教学活动也 体现出数字化特征。
数字化环境下的物理实验课堂 是多元化、信息化、高效率的课堂，实现物理实验与信 息系统的有机结合，促成物理学习走向深度。
一、数字化信息系统的构造与原理 数字化信息实验系统分为图像计算器与计算机 辅助两大类，两大类型实验系统的核心存在差异，分 别为图形计算器与计算机系统，但都由实验仪器、传 感器以及数据采集器组成，旨在获取精度较高的物理 数据。
数字化信息实验系统的构成如图1所示。
由图1可知，甄选实验系统通常依据数据采集器 处理信息（传感器传输而来）的需求。
计算机系统分 为硬件与软件两类，其中计算机软件被广泛地应用于 中学物理实验。
通过专业软件处理数据采集器输人 的信号，并呈现于屏幕上，这无疑为推动物理实验趋 向于数字化、智能化的推手，也是满足“重视信息技术 与教育改革影响”的外显。
二、数字化环境下物理实验教学设计研究 新课程背景下，实验课堂中教师与学生的地位发 生了显著变化.数字化物理实验课堂更强调突出学生被测对象数字化实验需要数化 方法测得的“物理量”教据采集器 处理传感器传输而来的信息, 并以数字（图像）形式呈现于数字（图像）屏幕传感器据采集器图良的信息将测量信息转化为电信号.他形式的信息输出图像计算器 (计算机系统）显示采集器处理后的图像（教字>图1的主体地位，教师是学生学习活动的指导者、参与者、 点拨者，促成学生对物理知识的理解与掌握。
高中物理数字化实验案例漳州二中
传感器与数字化实验漳州二中刘建明教学目标：1、进一步熟悉探究室里的各种仪器和计算机软件。
2、学会组装简单的实验装置。
3、通过简单的探究实验，了解数字化实验的探究过程。
什么是传感器？狭义的定义：能够将外界的非电信号，按一定规律转换成电信号输出的器件或装置。
数字化信息系统（Digital Information System）DIS＝各种传感器＋采集器＋计算机和软件实验重力大小与质量的关系实验目的探究重力的大小与质量的关系。
实验原理在地球上同一地点，物体所受的重力与其质量成正比（G=mg）。
另外，不同纬度和高度下，重力加速度不同。
实验器材计算机，力传感器，数据采集器，数据线，铁架台，勾码若干等。
实验装置图图 9-1实验步骤1、按照实验装置图，将力传感器接入数据采集器，然后将采集器与计算机连接，再将力传感器固定牢；2、点击校准力传感器：①选择力传感器，点击校准；②输入当前对应真实值0，点击校准，按提示依次点击确定、确定、退出；3、打开实验系统软件，选择，点击进入实验平台；4、点击在其中选择模板，点击输入变量名m，名称质量，选择变量，点击增加；5、在力传感器下端挂一个勾码，点击开始记录数据；6、依次增加勾码数量，并记录数据；7、观察分析实验结果。
实验结果图9-2 重力-质量变化关系图由实验结果图9-2可以看到，重力-质量的变化关系满足一元一次函数关系（G=m*g），因此可以得出结论：在地球上同一地点，物体所受的重力与其质量成正比。
做一做图9-2为重力与质量的关系图，点击选中实验数据，点击，选择下拉菜单中的，拟合线的斜率（k1）就是当地重力加速度的值。
实验验证胡克定律实验目的验证胡克定律，探究弹簧弹力与伸长量的关系。
实验原理胡克定律（Hooke's law），又译为虎克定律，是力学弹性理论中的一条基本定律，表述为：固体材料受力之后，材料中的应力与应变（单位变形量）之间成线性关系。
满足胡克定律的材料称为线弹性或胡克型（英文Hookean）材料。
中学生物理实验6—数字化(DIS)实验研究报告
中学物理实验报告实验名称数字化（DIS）实验研究班级姓名学号实验日期 2013/4/28 同组人一、实验目的1、熟悉DIS的使用方法，熟练DIS的操作步骤要领；2、明确DIS实验的原理，能够感知实验的设计过程；3、参与DIS的操作过程，获得实验的体会；4、在实验过程中探讨教学方法，提高自己的教学技能；二、实验过程实验一：摩擦力（1）实验器材朗威®DISLab数据采集器、力传感器、配重块、摩擦力实验器、计算机、砝码、弹簧测力计。
（2）实验操作1、将力传感器接入数据采集器，并与摩擦力实验器相连。
2、点击教材专用软件主界面上的实验条目“用DIS研究摩擦力与哪些因素有关”，打开该软件。
3、点击“开始记录”，对传感器进行软件调零。
4、选择摩擦力大的滑块，打开摩擦力实验器电动机电源开关，使滑块下底板在电动机的牵引下由静止状态变为匀速运动状态过程，点击“停止记录”，观察实验曲线。
5、选择100g的滑块，重复上述操作，得到滑动摩擦力与时间的关系。
6、将实验获得的f-t图线置于显示区域中间，点击“选择区域”，选择需要研究的一段f-t图线即可得到相应的摩擦力数值。
7、在100g滑块上添加不同质量的砝码，重复实验后得到一组摩擦力数据。
8、点击“Ff-Fn图像”，得到一组数据点，对数据点进行“直线拟合”，总结摩擦力与正压力的关系。
（3）实验数据（最大砝码由静止变匀速）（“选择区域”相应摩擦力数值）图26-1 研究摩擦力与哪（一组不同质量砝码摩擦力数据）由实验数据可知：摩擦力随着正压力的变大而变大，所以摩擦力与正压力成正比实验二：气体压强与体积的关系及烛光光强的测定（1）实验目的1、了解气体压强与体积的关系；2、研究烛光的光强。
（2）实验原理在使用“cd ”（坎德拉）作为光强单位之前，“烛光”曾经作为光强度的标准计量单位被使用多年。
探照灯、照明弹等都以“××万烛光”来说明其亮度。
尽管我们日常使用的蜡烛与定义“烛光”时使用的蜡烛不同，但探究一下其发光强度是有一定意义的。
初中物理教育数字化应用案例
本案例所展示的数字化教育在初中物理教学中的应用，具有广泛的推广价值。通过数字微课、交互式课件、数据化课堂和数据实验课等数字化手段，可以显著提高教学效率、激发学生的学习兴趣、提升实验教学效果和促进跨学科融合。这些数字化教育手段不仅适用于初中物理教学，还可以推广到其他学科和学段的教学中，为教育的全面数字化提供有益的借鉴和参考。
2.搭建教学支架
数字技术为凸显学生主体地位创造了条件。教师可以借助数字技术和数字化教学资源，为学生实验探究学习搭建支架。例如，在“探究：滑轮组绕线及其省力”一课中，教师围绕实验内容设计一个主题微课，从实验方案、实验探究目的、实验注意事项、实验器材准备、实验过程和实验结果等方面直观地演绎物理实验从策划、设计到操作、展示和总结的全过程。学生借助微课搭建的教学支架，对物理实验探究流程获得全面了解，为自主或合作开展实验探究活动奠定了基础。
承训单位
意见
负责同志签字（盖章）：
年 月 日
2.交互式课件的制作
交互式课件是教师利用多媒体技术，将教学内容、图片、动画、视频等元素整合在一起，形成的一种新型教学工具。它不仅能够吸引学生的注意力，还能通过互动的方式，激发学生的学习兴趣和探究欲望。
在初中物理教学中，教师利用交互式课件，将物理现象、实验过程等以动画或视频的形式呈现给学生，并设置相应的互动环节，如选择题、填空题、拖拽题等，让学生在观看课件的同时进行思考和互动。例如，在讲解“让电路发光”时，教师可以利用交互式课件，模拟电路的三种状态和常见的电路故障，并设置问题。
二、主要做法
1.数字微课的引入
数字微课是一种利用视频等多媒体手段，将知识点进行碎片化、精细化呈现的教学方式。在初中物理教学中，教师利用数字微课，将复杂的物理概念、实验步骤等以简洁明了的方式呈现给学生。
安培力定量演示实验(数字化实验室)
安培力定量演示实验（数字化实验室）作者：吴瑶来源：《新教育时代·学生版》2018年第43期摘要：许多学生在进行安培力定量演示实验的过程中，无法准确获取安培力大小的计算公式，进而导致安培力实验失去了其存在的意义。
针对与此，本文针对安培力定量演示实验进行分析，为辅助学生探究电流I、安培力F与磁感强度B之间的关系提供依据。
关键词：定量实验安培力电流磁感应在高中物理安培力的实验教学中，主要涉及两项实验内容，其一为电流大小I与安培力F 之间的关系，其二为导线长度l与安培力F之间的关系，两个定性实验的结论过于笼统，无法对安培力有关的因素进行精确的探究，并且与安培力相关的计算公式也无法在安培力实验中探索，学生在接触与F相关的因素中，无法准确获取实验结论，进而导致学生无法通过实验结论获取关于安培力大小的计算公式，如此便失去了安培力实验的目的。
[1]一、定量探究F-I之间的关系若想探究定量F-I之间的关系，首先即要将磁铁受到的安培力反作用力进行转换，使其能够演化为导线圈，并在受到磁场安培力作用的同时转变为竖直方向力。
电子秤通过此过程能够切实将安培力F的大小呈现，最终获取对应数据。
实验的主要目的为探究F与I之间的关系，但此类关系除上述手段外无法切实产生变更，应结合实际展开分析。
获取I的实验步骤如下：首先选定n，如将n设置为60圈的线圈，将n置于实验流程中，根据改变I的大小确定具体数据。
获取两项数据后，可通过表格获取对应数据的分析，随后将具体数据采用控制变量法与描点绘图法体现出来，制作成折线图，较为切实地将二者之间的关系以能够直观观察到的方式表现于实验过程中，最终获取实验成果。
学生于实验操作过程中常出现部分问题，如计算错误、数据收集出现问题等，应着重针对此方向问题对学生进行引导，使其能够正确操作。
除此以外，表格收集工作中可引导学生使用计算机技术，如EXCEL表格等。
[2]二、定量探究F-I之间的关系若想通过定量研究总结出安培力F与导线长度l的关系，就必须将导线长度进行量化，针对此方面，教师通过更换线圈匝数的导线圈的方式，对变量l进行调节，如此将有效实现量化的目的。
智能手机在物理实验演示中的融合应用
甸数字课堂智能手机在物理实验演示中的融合应用文I沈正杰物理学是一门实验科学，物理实验在培养学生的探究能力和科学精神等方面具有重要作用。
目前，高中物理实验主要包括学生实验和演示实验。
在演示实验的教学过程中，相当一部分实验受教学场地、实验器材、时空等方面的限制，造成实验的可视性、可操作性不足，实验现象的演示或实验结论的获取比较困难。
这在很大程度上阻碍了学生认知的发展和核心素养的提升。
笔者探索后发现，运用智能手机配置的传感器、摄像头及其网络（链接），可以在很大程度上优化实验方案、突破时空限制，以更加丰富的资源和更加便捷的操作，弥补部分传统物理实验教学的不足，促进物理教学方式的变革，拓宽物理学习途径。
智能手机在物理实验演示中的运用，主要体现在以下几方面。
一、利用手机传感器，优化实验方案测量类物理实验往往涉及多种实验器材，其安装、操作、数据分析给实验教学带来的一定的干扰。
智能手机有丰富的内置传感器，它是物理实验器材的“简化大师”——不仅实验现象明显，而且有助于精简实验器材，优化实验方案。
例如，对于“超重和失重的加速度”问题，常借助台秤或力传感器装置等实验，研究物体上升或下降过程中受力的变化，并运用牛顿第二定律分析研究物体的加速度。
按上述方案实验，台秤的示数变化往往不容易观察，力传感器虽然受力变化直观、易观察，但是需要的实验器材较多。
教师应用手机传感器功能可以解决上述方案中的问题，优化实验方案。
笔者用智能手机安装phyphox这款App,利用其中的Acceleration with g功能，在精简实验器材的基础上，直观显示物体超重和失重中加速度的变化。
笔者用弹性绳竖直悬挂手机（如图1）,将手机提至一定高度，打幵传感器，将手机由静止释放。
在手机“下落一上升一下落……”过程中，加速度随时间变化直接显示在手机屏幕上：开始阶段手机静止，重力加速度显示值约为10m/s2；自由下落过程中，物体完全失重，加速度显示值为0；弹性绳幵始作用后加速度逐渐恢复至10m/s2随后增大，最大值超过50m/s2o 随着手机的上、下运动，加速度发生变化，随着振幅的减小，加速度最大值也相应减小。
初中物理--数字化实验案例-定稿
如果在水槽中加入冰块，对实验效果又会产生怎样的影响？
实验三 红光外侧的热效应
实验目的
探测红光外侧的热效应并分析其规律。
实验原理
红外线具有热效应的特点。
实验器材
计算机，数据采集器，快速温度传感器，数据线，红光外侧的热效应实验器，带灯座板射灯。
实验装置图
图3-1 实验装置图
实验步骤
1、按实验装置图搭建实验平台，调节好三棱镜角度以及光屏位置，使色散后的彩色光斑明显；
实验步骤
1、按照实验装置图搭建好实验装置；
2、调整好琴弦松紧度，打开实验系统软件 ，选择 ，点击 （声音软件）进入实验平台，选择采集时间为5秒，声音传感器量程为30-90dB；
3、以其中一根弦为实验对象，将弦枕分别放置在离右端约20、15、10cm处点击 ，各拨弦一次，待采集结束后观察比较三次拨弦所得图像的频率，然后点击 保存实验图像，点击 ；
2、点击 公式编辑，编辑公式“M2”为“-M”，建立“M2—时间”坐标关系，选择合适实验时间和采集间隔；
3、将物体放在托盘上，点击 开始按钮，采集数据，直到采集结束点击 停止按钮；
4、点击 选区按钮选中所有数据，在下方会显示出其平均值，此值即为物体质量。
实验结果
图7-3 拉式电子秤实验结果图
图7-4 压式电子秤实验结果图
实验一 声音的三要素
实验目的
观察研究琴弦振动发声的特点和规律。
实验原理
响度、音调和音色组成声音的三要素。声音的响度强弱与振源的振幅有关，声音的音调高低与振源的频率有关，声音的音色与振源的材料结构有关。
实验器材
计算机，数据采集器，数据线，声音传感器，力传感器，声音的三要素实验器等。
实验装置图
基于数字化的初中物理实验案例研究
基于数字化的初中物理实验案例研究在物理教学中，实验是学生建立物理概念、认识和理解物理规律的感性基础，是物理教学中的必不可少组成部分。
现代数字化技术的发展对物理实验教学带来了深刻的变革，DIS实验 (Digital Information System Laboratory),它是由“传感器+数据采集器+实验软件＋计算机”构成的数字化实验系统，DIS实验由于其精度高、效果准、操作简单、自动化程度高在高中的物理教学中已经应用。
目前，DIS实验在初中物理教学中的应用还比较少，因此我们尝试将DIS实验引入初中物理教学中，通过DIS实验在教学中应用来带动初中物理教学技术的变革，使初中物理教师学习用现代信息技术工具进行教学和探究。
本文以沪粤版物理第四章第二节“探究水沸腾时温度变化的特点”实验为例，与同仁们探讨DIS实验的开发与应用。
一、实验器材本次DIS实验使用的是苏威尔数字化探究实验仪器（含软件）、透明电水壶一个、电源（220V）、铁架台，具体DIS器材是数据采集器EASY（图1）、D型口USB线（图2）、网线（图3）、温度传感器及探头（图4）、计算机（含软件系统）。
二、实验环境的搭建1、透明电水壶中装适量的冷水，置于铁架台旁，接上电源线。
并将温度探头用铁夹固定置于水壶中适当深度处；2、将网线一端接温度传感器，另一端接数据采集器EASY的1到4号中的一个通道，本次选1号通道；3、将D型口USB线的D型口接数据采集器EASY，USB口接到计算机；此时完成实验环境的搭建，如图5。
三、实验操作步骤1、启动计算机上SWR iLab8.0软件，选择“教材通用软件”→“新建实验”，进入实验主界面，如图6所示，1号通道显示出温度传感器实时的温度。
2、点击左下方“快速实验”按钮，建立“温度—时间”坐标轴，如图7；3、在右下方设置本次实验时间参数，时间选择“不限时”，时间间隔选择“1s”；4、闭合电源开关加热，点击“开始”按钮开始采集数据，软件平台自动收集数据，绘制“温度－时间”图像；5、指导学生观察水在加热过程中气泡的变化特点以及水的“温度—时间”变化图像，水沸腾后再加热适量时间，绘制出水沸腾过程中“温度－时间”图像，如图8，点击“保存”按钮保存软件数据，关闭电源。
物理实验技术的数字化处理实例解析
物理实验技术的数字化处理实例解析随着科技的不断进步，物理实验技术的数字化处理在实验过程中扮演着越来越重要的角色。
本文将通过一些实际的实例来解析物理实验技术的数字化处理，展示数字化处理在物理实验中的应用。
一、数字化处理在数据采集中的应用在过去的物理实验中，数据采集通常采用手动记录和计算的方式，存在着人为因素的不确定性。
而数字化处理技术的出现，使数据采集变得更加准确和高效。
例如，在测量物体质量时，传统的方法是使用天平进行手动称量，然后手动记录下质量值。
这种方法容易出现人为误差，且数据处理时间较长。
而采用数字化处理技术，可以通过连接电子天平和计算机，实时将质量值传输到计算机中进行记录和分析。
这样不仅提高了数据的准确性，而且节省了大量的时间和人力成本。
二、数字化处理在实验参数控制中的应用在某些物理实验中，实验参数的控制对结果的可靠性和准确性至关重要。
而传统的实验控制方法效率低下，且操作不够精确。
数字化处理技术的使用可以提高实验参数的控制精度和准确性。
以温度控制为例，传统的方法是使用温度计手动调整温度。
但这种方法存在着温度波动大、调整不精准的问题。
而采用数字化处理技术，可以通过连接温度传感器和计算机来实现实时温度监测和调整。
计算机可以根据预设的温度范围，自动对温度进行控制，保持稳定的实验环境。
通过数字化处理，温度控制的精度和准确性得到了大幅提高。
三、数字化处理在数据分析中的应用在物理实验中，数据分析是对实验结果进行合理解释的关键步骤。
数字化处理技术为数据分析提供了更多的手段和方法。
以光谱分析为例，光谱是物理实验中常用的数据。
传统的光谱分析需要手动记录和处理光谱图像，这样不仅易出现数据误差，而且数据的处理速度较慢。
而采用数字化处理技术，可以通过光谱仪将光谱图像数字化传输到计算机中。
通过光谱分析软件的处理，可以实现自动的光谱解析、峰值识别和峰值峰宽计算等操作。
这大大提高了数据分析的效率和准确性。
总之，物理实验技术的数字化处理在数据采集、实验参数控制和数据分析等方面都发挥着重要的作用。
数字化实验在高中物理教学中的实践案例分析
数字化实验在高中物理教学中的实践案例分析发布时间：2022-06-02T15:19:48.384Z 来源：《比较教育研究》2022年6月作者：赵吉兵[导读] 物理作为自然类学科的重要组成部分，主要是通过抽象的理论知识来对自然界中的现象进行总结和探索。
因此，通过实验教学让学生对物理知识体系进行更具象化的学习和研究，是具有推动作用的。
而随着信息技术的不断发展和普及，数字化教学理念成为我国现代化教育工作的重要指导思想，并发挥着十分积极的作用。
因此，本文针对在高中物理教学工作中开展数字化的实验教学方式展开实践性探讨。
赵吉兵重庆市铜梁二中【摘要】物理作为自然类学科的重要组成部分，主要是通过抽象的理论知识来对自然界中的现象进行总结和探索。
因此，通过实验教学让学生对物理知识体系进行更具象化的学习和研究，是具有推动作用的。
而随着信息技术的不断发展和普及，数字化教学理念成为我国现代化教育工作的重要指导思想，并发挥着十分积极的作用。
因此，本文针对在高中物理教学工作中开展数字化的实验教学方式展开实践性探讨。
【关键词】数字化实验；重要意义；实践策略中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1003-7667（2022）6-111-02引言：高中阶段的物理学知识具有一定的深度和难度，并且过多的公式和理论具有一定的抽象性。
因此，在高中物理教学中注重实验教学的融入，对于降低学生对知识理解的难度以及形成对知识深入的了解具有不容忽视的作用。
同时，以信息技术实现对我国现代化教学工作的改革工作也是我国现代化教学工作的重要教学理念，对于我国学生综合素质能力的培养也能起到良好的促进作用。
一、数字化实验在高中物理教学工作中的重要意义在以数字化技术为教学方式的数字化学习模式当中，主要包括数字化的学习资源以及数字化的学习环境和数字化的学习方式这几个方面，并将学习的内容通过数字化技术的方式进行处理之后，通过多媒体设备呈现出来的一种现代化教学方式。
DIS物理实验演示与操作 ppt课件
拉力 、压力 和撞击
推力
拉力
撞击
超重和失重
手持挂有重物的力 传感器，沿垂直方向 快速运动。
选用质量较大的物 体（如8N），可以充 分展示图线的特征， 但不要超过10N。
实验界面
上升阶段的超重
下降阶段的超重
上升阶段的失重
电流传感器
电压传感器 灯
滑动电阻器
DIS物理实验演示与操作
• 点击“开始记录” 和“传感器调零” 。 • 接通电源，点击“记录数据”，将一组电压、电
流值记录在软件的表格中。 • 以适当的电流间隔，改变小灯泡的电流，同时点
击“记录数据”，记录不同电流以及对应的电压 值 。额定电流较大的小灯泡，间隔可相应增大。
2、各组实验可能会有干扰。
3、避免气流扰动（空调、电风扇、 气垫导轨等）。
DIS物理实验演示与操作
DI点S图击物进 线理入窗组口实合验演示与操作
DIS物理实验演示与操作
DIS物理实验演示与操作
点D击I选S择物图线理2 实验演示与操作
通过拟合图线方程读出 斜率，即加速度a
点击拟点点合击击按线拟其键性合他，拟，处选合选理择择，拟选合择方求程导 点击选择区域按键，选择有效区域
DIS物理实验演示 与操作
上海市中小学数字化实验系统研发中心
实验列表
1、运动物体的位移、速度、加速度 2、牛顿第三定律；超重与失重 3、平抛运动 4、小灯泡的伏安特性曲线 5、通电螺线管的磁场分布 6、电容充放电 7、利用微电流传感器探究电磁感应现象 8、玻意尔定律 9、摩擦生热；压缩气体做功使温度升高 10、法拉第电磁感应定律 11、机械能守恒定律 12、向心力研究
对中学物理演示实验数字化教学资源建设的分析与思考
对中学物理演示实验数字化教学资源建设的分析与思考
侍银银;尹钊
【期刊名称】《高师理科学刊》
【年(卷),期】2010(030)005
【摘要】@@ 1 演示实验的重要意义rn新课改的重点是培养学生的实验探究能力.实验教学的显著特点就是让学生手脑并用,在具体操作时获取知识.但鉴于我国现状,中学实验教学多采用演示实验,它不仅演示现象,验证原理,发现规律,更为重要的是通过实验来引导学生掌握科学实验的方法,树立科学实验的思想.此外它有助于培养学生科学探究能力和实践能力.故演示实验在高素质人才的培养中发挥着不可替代的作用.
【总页数】1页(P38)
【作者】侍银银;尹钊
【作者单位】
【正文语种】中文
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4.信息技术下医学微生物学数字化教学资源建设的思考 [J], 李琴;黄河清;方越越;
彭宜红
5.数字化教学辅助资源建设的探索实践——以"细胞生物学"3D资源库为例 [J], 周万灏
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间隔0.02A
• 点击“数据计算”，计 算出小灯泡电阻的大小。 • 点击“绘图”，显示电 压与电流的关系图线 。
对应的小灯泡依次为： 6.3V0.15A 6.3V0.42A 6V5W
通用软件测 U – I 曲线
U 0.40 1.20 I 0.18 0.34 R 2.22 3.53
U
1.60
2.40 3.20
电动势E
ΔB
B E∝ Δ t
Δ ΔB 斜率K= Δt
实验显示：感应电动势
与磁感应强度的变化率成正比
11、安培力
力传感器
电流传感器
F
宽边
窄边 I
多次改变电流 I， 测量对应的 F。
S
磁场对线圈宽边的作用
F
I
磁场
磁场对线圈窄边的作用
12、向心力的研究
力传感器测量向心力
光电门测量 旋转速度
砝码
重视实验前仪器的调整
白色区域： 计算机自动记 录加速度值
1、研究加速度与外力的关系
• 释放小车 • 得到 v－t 图 手工输入外力F
（包括所有部件） 手工输入质量M
质量M
得到第一组数据
选择区域 得到第1组数据
计算机自动输入
改变外力，得到第二组数据
保持小车质量不变，多次改变外力 得到第2组数据
改变外力，得到第三组数据
实验显示： 感应电动势与匝数成正比
取同一速度
300匝
200匝
电动势之比
1： 2： 3
E=B l
v
100匝
另一种实验方法： 改变磁感应强度，产生感应电动势。
由于磁通量φ的大小无法直接测量， 但可以利用磁传感器测量磁感应强度B。 将测量φ的变化快慢，转变为测量B的 变化快慢。这样既不影响对物理本质的 理解，同时又具有可操作性。
DIS 实验 演示与操作
赵 恺
上海市中小学数字化实验系统研发中心 山东省远大网络多媒体股份有限公司
实验列表
1、运动物体的位移、速度、加速度 2、牛顿第二定律 3、平抛运动 4、小灯泡的伏安特性曲线 5、通电螺线管的磁场分布 6、电容充放电 7、电源电动势和内阻 8、动量定理（变力） 9、法拉第电磁感应定律（切割） 10、法拉第电磁感应定律（感应） 11、安培力 12、向心力研究
中心抽头
200匝
100匝
螺线管的外侧
使用螺线管的中心抽头，研究电流不变 (0.5A)时，不同匝数所对应的磁感强度。
实验中的注意事项
霍尔元件通电 后会发热
1、串联10Ω保护电阻。 2、传感器不要长时间滞留在通电的螺线管内， 以免损坏器件。
7、测定电源电动势和内阻
使用电压、电流传感器
使用专用软件
三种拟合
分别点击“一次拟合”、“二次拟合”和 “三次拟合”，得出三条拟合图线。 观察可见，二次拟合图线与数据点的分布非常 接近，可推断F-ω之间是二次方的函数关系。
1、测定位移、速度和加速度
车轮置于 导槽内
铜螺母置于 导向槽内
力学轨道系统可应用于运动物体的平均速度测量等实验
研究变速直线运动的 s－t 图
采集器连接 计算机
发射器
导轨
位移传感器 小车 位移传感器的发射器固定在小车上， 接收器固定在轨道一端。
接收器连接 采集器
位移传感器
电源开关
连接采集器
点击下拉菜单， 选择200
拨动开关
6、研究通电螺线管的磁感应强度
实验装置
磁传感器
10Ω
U＜6V
• 螺线管串接10Ω 电阻器接入稳定 的直流电源（电 压小于6V）。 • 传感器使用前需 预热3分钟。
传感器的作用： 测量磁场的强度
调节电源的正负极， 螺线管不通电的情 使磁传感器的读数为 况下，传感器调零。 正值。 人工输入：测量距离 磁感强度测量值
φ 研究： E = Δt
Δ
ΔB 研究： E∝ Δ t
磁感应强度变化与感应电动势
磁感强度不变
磁感强度均匀增加 磁感应强度 感应电动势
磁感强度均匀减小 磁感不变 电动势为0 为0
电动势恒定
教学： 感应电动势的大小与磁感强度的变 化快慢直接相关。 当磁感强度均匀变化时，感应电动 势恒定。
电动势恒定
实时实验 1： 观察磁场的变化
t2
磁感不变
t3 t4
磁感强度均匀减小
B－t 图
E－t 图
改变磁感强度的变化率 K， 感应电动势 E 将会如何？
电动势为 0
正向感应电动势 大小恒定 前后两段时间的 B 变化大小相同， △t 越小，产生的 E 越大。 图线充分说明：感应电动势的大小 反向感应电动势 与磁感应强度的变化快慢有关。 大小恒定
旋转螺栓
砝码
摇臂
原理示意图
可调 旋转螺栓 向心力 连接杆 受力时，摇臂处于 横平竖直状态 自重引起误差
摇臂 连接杆
砝码
支撑点
示意图
砝 码
课桌
界面
砝码
每挡光一次，记录一个数据点。
砝 码 砝 码
手工输入半径和质量
力传感器观察窗口
开始记录
输入旋转半径和砝码的质量，转动实验器 的旋臂，随着旋臂转速逐渐减慢，坐标系中 将显示砝码的角速度与向心力的数据点。
挡光片
线圈 磁铁
电压传感器： 测量电动势
光电门： 测量线圈下落 的速度
实验过程：
电动势E
1、研究：
E=B l
测量下落速度 光电门 v 挡光片
v
200匝
电压传感器 测量感应电动势
速度v
测量速度的同时， 导体切割磁场， 产生感应电动势E
S
磁力线 磁铁
改变线圈的下落高度
匝数一定时，多 次改变线圈的下落 速度，研究电动势 与速度的关系；
得到加速度 a 与质量 M 图线 点击“a－1／M 图像”
拟合图线
得到加速度a与质量M的倒数 成正比的 图线
理想的实验结果：直线应当通过原点
3、平抛运动
平抛运动实验器
二维平抛运动实验器
光电门
平抛运动
d
实验特色： 通过测量小球的初速度、飞行时间、落地距 离等数据研究平抛运动
压电陶瓷片
二维运动实验系统特色：
寻 找 形 成 的 原 因
灯丝电压（电阻增大，电压上 （若电阻不变） 升）
（若电阻不变）
A B
灯丝电流（电阻增大，电流 C下降）
电压
A
C
B
电流
利用三个界面，同时观察 小灯瞬间点亮，对灯丝的冲击 物理量的变化过程。
5、观察电容充放电现象
off 电学 源生
电 压 传 感 器
多量程电流传感器 20mA
实验步骤
螺线管
磁传感器
传感器的“0”刻度线与螺线管对齐。 以每次0.5厘米的间隔推入螺线管内部， 并点击“记录数据” 。
均匀的磁场
点击“绘图”，显示螺线管 内部磁场强度分布图线 。
6V电压
线圈匝数不变，不同 电压所对应的磁感强度。
3V电压
间隔为1厘米， 图线不圆滑。
不要点击“清屏”。 清除表格中的全部数据，重新实验， 可得到另一条图线。
发射器
接收器
• 传感器的作用：测量小车运动的距离。 • 实验完毕，注意关闭电源。
注
意：
1、手不要进入发射器与接收器之间， 以免影响信号传输。
2、各组实验可能会有干扰。
3、避免气流扰动（空调、电风扇、 气垫导轨等）。
接入传感器后，自动弹出该传感器对应的窗口。 传感器窗口标题栏显示出了该传感器所属的数据 通道序号、类别、物理量量程及单位
面积的物理含义： 对图线内的区域进 行积分，得到面积。 冲量 I
9/10、法拉第电磁感应
法拉第电磁感应定律实验器Ⅰ
智能电源+法拉第电磁感应定律实验器Ⅱ
动生感应电动势
感生感应电动势
E BLV
E
t
研制的装置
• 由不同高度下落，利 用光电门测得速度v • 电压传感器测得对应 的电动势 E • 图线显示 E和 v 的正 比关系。
0.38
0.44 0.50
4.21
5.45 6.40
I
4.00
4.80
0.55
0.60
7.27
8.00
电阻值随电压升高而增大
实验中的怪现象
电压
快速拨动滑动变阻器， 瞬间改变电路电流。
？
电流
分别显示电压、电流
电压
电流
产生浪涌电流的原因： 灯丝的冷电阻很小，当 电压瞬间升高时，灯丝的 升温需要有一个过程，在 这一瞬间通过灯丝的电流 很大，这就是浪涌电流； 浪涌电流 随即灯丝温度急剧上升， 电阻增大，电流也相应回 如何形成的？ 落。 浪涌电流对电灯有害。
y = -0.60x + 3.00
内阻 电动势
使用通用软件
内阻:1.47Ω 电动势:2.79V
8、动 量 定 理
光电门
小车插入2厘米挡光片。 调整力传感器的高度，使其挂钩 力传感器 与小车的弹簧圈位于同一高度。 光电门的位置：小车挡光结束后， 立即与挂钩相碰。
实验界面
修改默认值
实验过程
点击“开始记录” 推动小车运动。 挡光片通过光电 门时，测得
螺线管
B－t 图
测量磁感应强度
螺线管的电流变化时， 螺线管内部的磁感强度也 改变螺线管中的电流 发生变化。
实时实验 2： 磁感强度均匀变化时，感应电动势恒定。
调节电源，改变原 线圈的磁感应强度。
原线圈 副线圈 测量副线圈的 感应电动势
测量磁感应强度
改变原线圈的磁 感应强度。
可调电源
智能电源