第一节 化学实验基本方法(第3课时) 一、教材分析: 蒸馏和萃取是在实际生产生活中有着广泛应用的分离和提纯技术,海水淡化问题是目前解决全球淡水日益紧缺问题的重要途径,这为选修《化学与技术》奠定了一定的知识基础。
萃取对于学生来说是全新的分离和提纯技术,它是对溶解性规律的一个应用,其原理也在今后卤族元素和有机物的学习中多次体现,在生活中也有多方面的应用。 本节课教学内容主要包括两个方面:(一)、复习蒸馏的原理,掌握实验室规范的蒸馏装置。
这部分内容只作复习和简单的扩充;(二)、介绍萃取的原理和装置,特别是实验操作中的细节。这部分知识为新知识,应采用灵活多样的教学手段由浅入深地让学生理解和掌握。
蒸馏和萃取是高中阶段的两个基本实验操作,学生对于相关内容及部分仪器还比较陌生,本节课的主要目的就是让学生了解蒸馏和萃取的操作及过程,学习一些仪器的使用方法,并进一步丰富分离提纯物质的方法和手段。 二、教学目标: 1.知识与技能 (1)体验科学探究的过程,学习运用以实验为基础的实证研究方法。
(2) 知道液体混合物分离和提纯的常用方法—蒸馏和萃取,能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案,并初步掌握其操作技能。 2.过程和方法 通过实际操作,来学会对混合物分离和提纯的操作。
3.情感态度与价值观 (1)树立绿色化学思想,形成环境保护的意识。 (2)能发现学习和生产、生活中有意义的化学问题,并进行实验探究。
三、教学重点难点: 重点:蒸馏和萃取的掌握和应用 难点:蒸馏和萃取的掌握和应用 四、学情分析: (1)在初中阶段学生已经学习了简易的蒸馏操作方法,本节课将在此基础上对规范装置和实验原理做深入的探讨,使学生更容易接受。已经初步了解了粗盐提纯的方法,蒸馏的简易装置。
蒸馏则是在初中简易操作的基础上引入使用冷凝管这一较正规的操作。 (2)萃取的引入采用学生回家做西红柿汤并进行观察积极调动学生学习的主观能动性。
(3)学生已经掌握了部分溶解度的相关知识,这对萃取原理的讲解打下了一定的基础。 五、教学方法:实际操作、归纳、总结等方法 六、课前准备: 1.学生的学习准备:预习课本上相关的实验,初步把握实验的原理和方法步骤;完成课前预习学案。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作、实物投影仪,课前预习学案,课内探究学案。 3.教具准备:4人一组、制取蒸馏水装置15套、50 mL分液漏斗(15)、10 mL量筒(15)、烧杯(15)、铁架台(含铁圈)(15)、CCl4、碘水。
等。 七、课时安排:1课时 八、教学过程 (一)检查预习,了解学生对已有知识的掌握程度及存在的困惑。
[复习提问]过滤、蒸发操作及SO42-检验方法。 [设问] 过滤、蒸发操作是用于固体混合物还是液体混合物的分离? [学生回答] 过滤、蒸发操作适用于固体混合物分离。
(二)情景导入,展示目标 [引言]上节课我们学习了粗盐的提纯,通过除杂质过滤的方法得到比较纯的盐水,大家想想如果我们要把盐水变为淡水,该怎么做呢? 比如说在海边,渔民们是怎么解决生活用水的问题;前段时间,中央电视台播放了郑和下西洋的那段历史,大家知道他们是怎么解决长期在海上漂泊的吃水问题吗? [展示]海水变淡水 [引]做汤的时候,观察过锅盖吗?锅盖上有水珠,这水珠与汤不什么不同?为什么会有水珠?水蒸汽凝结?为什么水蒸汽会凝结成水珠? [讲]汤沸腾后,水蒸汽遇温度低的锅盖而凝成水珠附于锅盖。那么这是一个什么过程,我们在化学中应怎么称呼?大家想一想蒸馏是不是一种分离混合物的方法?如果是,那么是分离什么样的混合物? [过]混合物的分离和提纯除了过滤、蒸发外,还有其他很多方法,这节课,我们来学习另外两种新方法:蒸馏和萃取 (三)合作探究,精讲点拨 [板书](二) 蒸馏和萃取(distillation and extraction) [过]首先,让我们利用实验室通过蒸馏的方法除去自来水中的杂质制取蒸馏水的实验来学习蒸馏的过程 [板书]1、蒸馏 [引入]我们引用的自来水是纯净的水吗?不是。
因为自来水厂使用了消毒剂氯对水进行了消毒。使水中含有Cl― 。
我们可以利用加入硝酸银溶液检验是否含有氯离子。 [实验演示]自来水中加入硝酸酸化的硝酸银溶液 [讲]有明显白色沉淀生成,证明自来水中含有氯离子。
那么,我们应该用什么方法除去自来水中的氯离子呢?能否向上一堂课中使用化学方法,加入试剂反应除去? (不能。加入试剂后会引入新的杂质,达不到我们实验目的。
要想得到纯净水。可以使用加热将水变为水蒸汽,然后再冷凝为纯净的液态蒸馏水。)
[小结]实验室就是使用蒸馏的方法制取蒸馏水。 [投] (1)原理:利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同,给液体混合物加热,使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体,从而达到分离提纯的目的。
蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。(例如蒸馏含有Fe3+的水提纯其中水份,蒸馏石油提纯不同沸点的有机组分) (2)仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、胶塞、牛角管(尾接管)、锥形瓶、胶管 [实验演示]实验室制取蒸馏水 [投]。
一、比较法 将待测物理量与选做标准单位的物理量进行比较的方法叫比较法。
如测量物体长度,用天平称量质量,用电桥测电阻等。有时光有标准量具还不够,还需要配置比较系统,使被测量量与标准量实现比较。
如:测量金属在某温度下的比热容。因为金属的比热容随温度的升高而变大,可以找一个在该温度下比热容的金属材料,用比较法测,把两者做成形状相同的样品,加热到一定温度让其自然冷却,作降温曲线(T-t曲线)由牛顿冷却定律即可得解。
比较法是物理实验中最普通、最基本的实验方法,也是实验设计中设计对照实验的基础。 二、替代法 用已知的标准量去代替未知的待测量,以保持状态和效果相同,从而推出待测量的方法叫替代法。
如用合力替代各个分力,用总电阻替代各部分电阻,浮力替代液体对物体的各个压力等。 三、累积法 又称叠加法。
将微小量累积后测量求平均的方法,能减小相对误差。实验中也经常涉及这一方法。
如在《用单摆测定重力加速度》实验中,需要测定单摆周期,用秒表测一次全振动的时间误差很大,于是采用测定30-50次全振动的时间T,从而求出单摆的周期T=t/n(n为全振动次数)。 四、控制法 在中学许多物理实验中,往往存在着多种变化的因素,为了研究它们之间的关系可以先控制一些量不变,依次研究某一个因素的影响。
如通过导体的电流I受到导体电阻R和它两端电压U的影响,在研究电流I与电阻R的关系时,需要保持电压U不变;在研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变。 五、留迹法 有些物理现象瞬间即逝,如运动物体所处的位置、轨迹或图像等,用留迹法记录下来,以便从容地测量、比较和研究。
如在《测定匀变速直线运动的加速度》、《验证牛顿第不运动定律》、《验证机械能守恒定律》等实验中,就是通过纸带上打出的点记录下小车(或重物)在不同时刻的位置(位移)及所对应的时刻,从而可从容计算小车在各个位置或时刻的速度并求出速度;对于简谐运动,则是通过摆动的漏斗漏出的细沙落在匀速拉动的硬纸板上而记录下各个时刻摆的位置,从而很方便地研究简谐运动的图像;利用闪光照相记录自由落体运动的轨迹等实验都采用了留迹法。 六、放大法 在现象、变化、待测物理量十分微小的情况下,往往采用放大法。
根据实验的性质和放大对象的不同,放大所使用的物理方法也各异。例如:在《测定金属电阻率》实验中所使用的螺旋测微器:主尺上前进(或后退)0.5毫米,对应副尺上有5n个等分,实际上是对长度的机械放大;许多电表如电流表、电压表是利用一根较长的指针把通电后线圈的偏转角显示出来。
七、补偿法 补偿法是找一种效应与之相抵消,从而对被测物理量进行测量的方法。由于被测量的作用在测量中被抵消,故表示标准量与被测量作用之差的仪表示数为0,所以又称零示法。
八、转换法 某些物理量不容易直接测量,或某些现象直接显示有困难,可以采取把所要观测的变量转换成其它变量(力、热、声、光、电等物理量的相互转换)进行间接观察和测量,这就是转换法。如卡文迪许《利用扭秤装置测定万有引力恒量实验》:其基本的思维方法便是等效转换。
卡文迪许扭秤发生扭转后,引力对T形架的扭转力矩与石英丝由于弹性形变产主的扭转力矩这就是等效转换,间接地达到了无法达到的目的。又如转换法还应用于石英丝扭转角度的测量、根据电流的热效应来认识电流大小、根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场等上。
转换法是一种较高层次的思维方法,是对事物本质深刻认识的基础上才产生的一种飞跃。 九、理想化法 影响物理现象的因素往往复杂多变,实验中常可采用忽略某些次要因素或假设一些理想条件的办法,以突出现象的本质因素,便于深入研究,从而取得实际情况下合理的近似结果。
如在《用单摆测定重力加速度》的实验中(假设悬线不可伸长)悬点的摩擦和小球在摆动过程的空气阻力不计,在电学实验中把电压表变成内阻是无穷大的理想电压表,电流表变成内阻等于0的理想电流表等实验都采用了理想化法。 十、模型法 有时受客观条件限制,不能对某些物理现象进行直接实验和测量,于是就人为地创造一定的模型,在模型的条件下进行实验。
但要求模型和原型必须具有一定的相似性。如在《电场中等势线的描绘》实验中,因为对静电场直接测量很“困难”,故采用易测量的电流场来模拟。
又如在确定磁场中磁感线的分布,因为磁感线实际不存在。我们就用铁屑的分布来模拟磁感线的存在。
如用太阳系模型代表原子结构,用简单的线条代表杠杆等。以上仅是中学物理实验中常用的方法,有时在一个实验中同时会用到多种方法。
同时,具体用运中还会遇到实验设计的方法、实验结果的处理方法等,在此不再赘述。
1 控制变量法:这个应该是最常见的实验方法。
例如,在“探究压强与哪些因素有关”、“探究电流与电阻的关系”、“研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系”等实验中都用到了该实验方法。
2 类比法:例如,在学习电流时,为了更好地理解,与生活中熟悉的水流作类比。
实验+推理法:有些理论只有在理想空间里才能通过实验得出,此时,我们可以在现实条件实验的基础上推导出来这些理论。
例如,在初二我们学过牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。我们知道,物体在运动过程中必定会受到阻力作用,但是我们通过多次实验,可以推出这一结论。
3 描述法:例如,在生活中是不存在光线的,我们为了更好地学习光,才引进了“光线”这一词。
4 转换法:例如,我们在学习“声音是振动产生的”这一知识时,我们把音叉的微小振动转换为乒乓球的摆动。使实验现象更为明显。
5 模型法:我们在学习原子结构时,为了更好地认识原子的内部结构,用太阳系模型代表原子结构。
扩展资料:
物理实验是初高中阶段物理课程中包含的相关实验,包括电学实验、力学实验、热学实验、光学实验等等,常用于验证物理学科的定理定律。
实验物理是相对于理论物理而言,理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。
理论物理的研究领域涉及粒子物理与原子核物理、统计物理、凝聚态物理、宇宙学等,几乎包括物理学所有分支的基本理论问题。而实验物理主要是从实验上来探索物质世界和自然规律。
实验室使用守则
1、为保护实验仪器和保持环境卫生,学生必须脱鞋进入实验室。
2、实验室是全校师生进行实验教学和科研活动的场所,学生进入实验室后要保持肃静,遵守纪律。
3、做实验前,认真听教师讲解实验目的、步骤、仪器的性能操作、方法和注意事项,认真检查所需仪器设备是否完好齐全,如有缺损要及时向教师报告。
4、实验时要遵守操作规程,按照实验步骤认真操作。
5、实验时要注意安全,防止意外发生。
6、爱护实验室仪器设备。
7、实验完毕要认真清理仪器设备,关闭水源电源。
性质
1.真理性:物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。
2.和谐统一性:神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。
麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。
3.简洁性:物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。
4.对称性:对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。如:物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。
5.预测性:正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。
6.精巧性:物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。
参考资料:搜狗百科——物理实验
物理方法既是科学家研究问题的方法,也是学生在学习物理中常用的方法,新课标也要求学生掌握一些探究问题的物理方法。
常见的物理方法
模型法 即将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示。如用太阳系模型代表原子结构,用简单的线条代表杠杆等。
叠加法 物理学中常常把微小的、不易测量的同一物理量叠加起来,测量后求平均值的方法俗称“叠加法”如用厘米刻度尺一张纸的厚度、铜丝的直径等。
控制变量法 自然界发生的各种现象,往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律,必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后来比较,研究其他两个变量之间的关系,这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。初中物理实验大多都用到了这种方法,如通过导体的电流I受到导体电阻R和它两端电压U的影响,在研究电流I与电阻R的关系时,需要保持电压U不变;在研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变。
实验+推理法 有一些物理现象,由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论,这也是一种常用的科学方法。如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内,当罩内空气被抽走时,钟声变小,由此推理出:真空不能传声;再如牛顿第一定律推导
转换法 一些看不见,摸不着的物理现象,不好直接认识它,我们常根据它们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们。如根据电流的热效应来认识电流大小,根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场等。
等效法 在研究物理问题时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替其他所有物理量,但不会改变物理效果。如用合力替代各个分力,用总电阻替代各部分电阻,浮力替代液体对物体的各个压力等。
描述法 为了研究问题的方便,我们常用线条等手段来描述各种看不见的现象。如用光线来描述光,用磁感线来描述磁场,用力的图示描述力等。
类比法 在认识一些物理概念时,我们常将它与生活中熟悉且有共同特点的现象进行类比,以帮助我们理解它。如认识电流大小时,用水流进行类比。认识电压时,用水压进行类比。
物理学中部分研究方法试题归纳:一.对比(比较法):寻找几个事物共同点或不同点的研究方法叫对比,这是一种常用的研究方法。
例研究不同色光混合及不同颜料混合;研究蒸发和沸腾的相同点和不同点;研究凸透镜和凹透镜的相同点和不同点。在研究蒸发快慢的决定因素时,在应用控制变量的同时,也采用了对比的方法,比较哪一个蒸发快。
例1:下面是小宇同学在物理学习中的几个研究实例: (1)在学习汽化现象时,研究蒸发与沸腾的异同点 (2)根据熔化过程的不同,将固体分为晶体和非晶体两类 (3)比较电流表与电压表在使用过程中的相同点与不同点 (4)在研究磁场时,引入磁感线对磁场进行描述 上述几个实例中,采用的主要科学研究方法是“比较法”的为( )。 A.(1)、(3) B.(3)、(4) C.(2)、(3) D.(2)、(4)二.控制变量法当研究的一个物理量与2个或2个以上的其它物理量有关时,常采用只改变一个物理量,而使其余物理量保持不变,从而得出被研究物理量和改变量的关系。
如研究蒸发快慢决定因素;摩擦力大小决定因素;研究压强和压力、受力面积的关系;液体压强和液体密度、深度的关系;浮力大小的决定因素。动能大小和物体质量、速度的关系;重力势能大小和质量、举高高度的关系;物体吸热多少和物质种类、质量、升高温度三者之间的关系;电流和电压及电阻之间的关系;电功和电流、电压、及通电时间的关系。
例2中:①滑动摩擦力大小跟哪些物理量有关 ②牛顿在伽利略等人的基础上得出牛顿第一定律③电流产生的热量与哪些因数有关④研究磁场时,引入磁感线应用“控制变量法”进行研究的是( )A.①和③ B.①和② C.②和④ D.③和④三.等效替代法根据作用效果相同的原理,作用在同一物体上的两个力,我们可以用一个合力来代替它。这种“等效方法”是物理学中常用的研究方法之一,它可使我们将研究的问题得到简化。
例3:以下几种情况中,属于这种“等效方法”的是( )A.在研究磁现象时.用磁感线来描述看不见、摸不着的磁场B.在研究电现象时,用电流产生的磁效应来研究看不见,摸不着的电流C.两个电阻并联时,可用并联的总电阻来代替两个电阻D.在研究电流的变化规律时,用水压和水流来类比电压和电流例4:将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻,在其他条件不变时,该条支路中电流不变,说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的,因此可用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻。在用如图8所示电路测量未知电阻的实验中,用的就是等效替代法。
其中Rx只是待测电阻(阻值大约几百欧),R是滑动变阻器,R0是电阻箱(电阻箱的最大电阻大于Rx)。 请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐。
①按电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大。②闭合开关S1前,滑片P置于 端(填“a”或“b”)。
③闭合开关S1。④闭合开关 ,调节滑片户,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数I。
⑤先断开开关______,再闭合开关______,保持______的电阻不变.调节______,使电流表的示数仍为I。⑥实验结果,待测电阻Rx的大小为 。
四.实验推理法(理想化实验)人们常用推理的方法研究物理问题。在研究物体运动状态与力的关系时,伽利略通过如图(甲)所示的实验和对实验结果的推理得到如下结论:运动着的物体,如果不受外力作用,它的速度将保持不变,并且一直运动下去。
推理的方法同样可以用在“研究声音的传播”实验中。如图(乙)所示的实验中,现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,在这种情况下,你是怎样通过实验现象推理得出“声音不能在真空中传播”这下结论的?例5:在研究真空能否传声的时候,把闹钟放在玻璃罩内,用抽所机逐渐抽出罩内空气,听到铃声逐渐减小,实验中无法达到绝对真空,但可以通过铃声的变化趋势,推测出声音不能在真空中传播,这种方法称为“理想化实验”。
英国的物理学家牛顿曾经研究过这样一个问题:从高山上用不同的水平速度抛出物体,抛出速度大,落地就离山脚越远,当速度越来越大时,物体将如何运动呢?当时他无法使物体达到很大的速度,但他通过科学的推测得出了一个重要的结论。请你根据以上提示及牛顿当年所绘制的草图推测出这个结论: 。
现代科技领域中应用这个结论制成了: 。伽利略等人利用相似的推理方法对力和运动的关系进行了研究,牛顿在此基础上总结出了著名的 定律。
五.转换法对于看不见,摸不着的东西或不易直接观察认识的问题,我们可以通过它所产生的作用或其他途径来认识它,这是物理学中常用的一种方法—转换法 例6:声音是由发声体振动产生的,有些发声体的振动是人眼不易观察的,如用手敲打桌面时听到了声音,但看不到桌面的振动,对于这种问题该采用什么方法来解决呢?答:例7:下面几个研究实例,其中运用的方法跟运用电流通过导体产生的效应的大小来研究电流大小这种方法相同的是( )A研究动能的大小跟哪些因素有关;B人们认识自然界只有两种电荷C用扩散现象认识分子的运动例8:爱因斯坦曾说过:“磁场大物理学家看来正如他坐的。
一、控制变量法 指在物理实验中往往存在着多种变化的因素,为了研究它们之间的关系可以先控制一些量不变,依次研究某一个因素的影响。
是在初中物理实验中用的最多的研究方法,如研究影响蒸发快慢的因素实验;探究电流与电压、电阻关系的实验;探究电阻与那些因素有关的实验?;探究动能、重力势能与那些因素有关的实验; 最典型的例子是高中《验证牛顿第二运动定律》的实验,我们研究的方法是:先保持物体的质量一定,研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,最后综合得出物体的加速度与它受到的合外力及物体质量之间的关系。 二、累积法 将微小量累积后测量求平均的方法,能减小相对误差。
实验中也经常涉及这一方法。例如,测一张纸的厚度可测100张纸的厚度再求一张纸的厚度;在《用单摆测定重力加速度》实验中,需要测定单摆周期,用秒表测一次全振动的时间误差很大,于是采用测量30-50次全振动的时间T,从而求出单摆的周期T=t/n(n为全振动次数)。
又如在《测定金属电阻率》的实验中,若没有螺旋测微器时,也可把金属在铅笔上密绕若干圈,由线圈总长度来测出金属丝的直径。 三、转换法 某些物理量不容易直接测量,或某些现象直接显示有困难,可以采取把所要观测的变量转换成其它变量(力、热、声、光、电等物理量)的相互转换进行间接观察和测量,这就是转换法,如磁铁的磁性强弱可以通过吸引大头针的多少来见接显示;风力的大小可以通过树的弯曲成程度来观察;又如卡文迪许《利用扭秤装置测定万有引力恒量实验》为例:其基本的思维方法便是等效转换。
卡文迪许扭秤发生扭转后,引力对T 形架的扭转力矩与石英丝由于弹性形变产主的扭转力矩这就是等效转换,间接地达到了无法达到的目的。本实验中转换法还应用于石英丝扭转角度的测量上,这个角度不是直接测出的,而是利用平面镜反射光在刻度尺上移动的距离间接测出的。
转换法是一种较高层次的思维方法。是对事物本质深刻认识的基础上才产生的一种飞跃。
如变曲为直实际上就是该方法的应用。理想化法:影响物理现象的因素往往复杂多变,实验中常可采用忽略某些次要因素或假设一些理想条件的办法,以突出现象的本质因素,便于深入研究,从而取得实际情况下合理的近似结果(通俗他说就是抓大放小)。
例如在《用单摆测定重力加速度》的实验中,假设悬线不可伸长,悬点的摩擦和小球在摆动过程的空气阻力不计;在电学实验中把电压表变成内阻是无穷大的理想电压表,电流表变成内阻等于0的理想电流表等等实际都采用了理想化法。 四、放大法 在现象、变化、待测物理量十分微小的情况下,往往采用放大法。
根据实验的性质和放大对象的不同,放大所使用的物理方法也各异。例如,在《测定金属电阻率》实验中所便用的螺旋测微器,主尺上前进(或后退)0.5毫米,对应副尺上有5n个等分,实际上是对长度的机械放大;许多电表如电流表、电压表是利用一根较长的指针把通电后线圈的偏转角显示出来。
又比如在《卡文迪许扭实验》,其测定万有引力恒量的思路最后转移到光点的移动(跟“库仑静电力扭枰实验一样),都是将微小形变放大方法的具体应用。 五、平衡法 物理学中常常利用一个量的作用与另一个(或几个)量的作用相同、相当或相反来设计实验,制作仪器,进行测量。
例如测量中的基本工具弹簧秤的设计是利用了力的平衡,天平的设计是根据力矩的平衡;温度计是利用了热的平衡。 六、留迹法 有些物理现象瞬间即逝,如运动物体所处的位置,轨迹或图像等,设法记录下来,以便从容地测量、比较和研究。
例如:在《测定匀变速直线运动的加速度》、《验证牛顿第二运动定律》、《验证机械能守恒定律》等实验中,就是通过纸带上打出的点记录下小车(或重物)在不同时刻的位置,(位移)及所对应的时刻,从而可从容计算小车在各个位置或时刻的速度并求出加速度;对于简谐运动,则是通过摆动的漏斗漏出的细沙落在匀速拉动的硬纸板上而记录下各个时刻摆的位置,从而很方便地研究简谐运动的图像;又如利用闪光照相记录自由落体运动的轨迹等实际。都采用了留迹法。
七、模拟法 有时受客观条件限制,不能对某些物理现象送行直接实验和测量,于是就人为地创造一定的模拟条件,在这样模拟的条件下进行实验。例如在《电场中等势线的描绘》实验中,因为对静电场直接测量很困难,故采用易测量的电流场来模拟。
又如在确定磁场中磁感线的分布,因为磁感线实际不存在。我们就用铁屑的分布来模拟磁感线的存在。
此外在中学物理实验中还有比较法、替代法、补偿法等。物理作为一门建立在实验基础之上的学科,由于中考和高考内容日趋拓宽,知识交叉部分(特别实行理综考试)越来越多,能力要求也就更加突出。
所以迫切需要摒弃“实验无关紧要”、“讲比做好”等错误观念,认真领悟实验中的研究方法,只有这样,才能切实抓好实验教学工作,另外对学生整体物理水平的提高有极大的帮助。所以,我们在平时的教学中一定要重视物理实验的研究方法,加强对学生的引导,使他们真正领会物理实验方法。
第一单元科学实验 1、会用1个小灯泡、一个小灯座、2根导线、1个电池盒和1节电池组成电路.2、会用电路检测器检测有故障的电路.3、会检测身边的物体是否是导体.4、会用不同的方法连接电路,并比较串联与并联电路在连接方法上的本质不同.5、会画简单电路图,并且会用串联和并联两种不同方法连接电路.第二单元实验探究1、能够指出油菜花的各部分的名称.2、能够指出花的各部分名称.3、能够指出雄蕊和雌蕊各部分的名称.4、能够指出种子内部结构各部分名称.5、能够指出鸡蛋的各部分名称.第三单元实验探究题1、设计实验研究:温度对霉菌的生长速度有什么影响.2、设计一份营养晚餐.第四单元实验探究1、能够将岩石名称和岩石特征一一对应起来.2、能够将矿物名称和矿物特征一一对应起来。
一、观察法
物理是一门以观察、实验为基础的学科。人们的许多物理知识是通过观察和
实验认真地总结和思索得来的。著名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存
在。在教学中,可以根据教材中的实验,如长度、时间、温度、质量、密度、力、
电流、电压等物理量的测量实验中,要求学生认真细致的观察,进行规范的实验
操作,得到准确的实验结果,养成良好的实验习惯,培养实验技能。大部分均利
用的是观察法。观察是学习物理最基本的方法,是科学归纳的必要条件, 学生对学习活动的外部表现进行有目的、有计划的观察、记录, 能够为物理概念的形成、
物理知识
的理解、物理规律的探究提供信息和依据。常用观察方法有:
1.
观察重点
,
排除无关因素的干扰。如做气体膨胀对外做功的实验时
,
学生
只听到
“嘭”
的一声
,
看到瓶塞跳得很高
,
对真正需要看的现象———塑料瓶口
出现的酒精烟雾却视而不见
,
这就需要教师及时交待
,
提醒学生
,
然后再进行
分析。
2.
前后对比观察
,
抓住因果关系。
如学习密度一节时
,
我首先让学生区分铜
块、铁块、铝块、石块、酒精、水等物体
,
通过观察它们的颜色、状态、软硬来
辨认。
然后出示用纸包住的相同体积的铜块、
铁块、
铝块
,
怎样区分它们
?
学生
通过实验发现
,
它们的质量不同
,
因而得出相同体积的物体质量不同
,
也是物
质的一种特性
,
从而引入密度概念。
3.
正、
反对比观察
,
深化认识。
在指导学生观察时
,
多采用一些正反对比的
方法
,
可以加深学生理解知识
,
拓宽思路。如探究声音的产生
,
即无声又有声;
探究沸点与气压的关系时
,
即增大气压
,
沸点升高
,
减小气压
,
沸点降低。
二、控制变量法
控制变量法是指一个物理量与多个物理量有关
,
把多因素的问题变成多个
单因素的问题
,
分别加以研究
,
最后再综合解决。
利用控制变量法研究物理问题
,
有利于扭转
“重结论、
轻过程”
的倾向
,
有利于培养学生的科学素养
,
使学生学
会学习。
如导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻都有关系
,
研究导体中
的电流跟这段导体两端的电压时
,
控制导体的电阻不变
,
改变导体两端电压
,
看导体中电流的变化
,
通过学生实验
,
得出欧姆定律
I=U/R
另外
,
研究导体的
电阻大小、滑动摩擦力的大小、液体压强的大小、浮力大小、动能和重力势能大
小、电流的热量的大小、压力的作用效果、滑轮组的机械效率、电磁铁的磁性强
弱、产生感应电流方向也都用到了控制变量法。
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