福建省年高三骨干教師培訓(xùn)課件之《物理實驗復(fù)習(xí)的教學(xué)探索》

1、考查內(nèi)容：近年的高考物理實驗試題，早已跳出單純的考查內(nèi)容：近年的高考物理實驗試題，早已跳出單純的學(xué)生實驗范疇，從考查原理、步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分學(xué)生實驗范疇，從考查原理、步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析逐步過渡到要求考生用學(xué)過的實驗原理、方法解決新析逐步過渡到要求考生用學(xué)過的實驗原理、方法解決新穎靈活的實驗問題。穎靈活的實驗問題。命題方式：悄然發(fā)生著變化，命題方式：悄然發(fā)生著變化，20032003年開始采用一大一小年開始采用一大一小的考查方式，而且?guī)缀跞谴箢}電學(xué)實驗、小題來源教的考查方式，而且?guī)缀跞谴箢}電學(xué)實驗、小題來源教材上的學(xué)生實驗（考查的內(nèi)容較為基礎(chǔ)）；而材上的學(xué)生實驗（考查的內(nèi)容較為基礎(chǔ)）

2、；而20062006年則年則又發(fā)生變化，一道實驗題甚至分為三或四個小題，今年又發(fā)生變化，一道實驗題甚至分為三或四個小題，今年我省為一光一力一電三個小題。我省為一光一力一電三個小題。 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容近三年高考考查情況近三年高考考查情況長度的測量長度的測量2009浙江、浙江、2009重慶、重慶、2009福建、福建、2009寧夏寧夏研究勻變速直線運動研究勻變速直線運動 2010全國全國 、2010重慶重慶探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 2008北京、北京、2009四川、四川、2010福建福建驗證力的平行四邊形定則驗證力的平行四邊形定則 2009山東、山東、 2010天津天津探究物

3、體在斜面上運動時摩擦探究物體在斜面上運動時摩擦力與斜面傾角的關(guān)系力與斜面傾角的關(guān)系 2009全國全國I 探究加速度與質(zhì)量、受力關(guān)系探究加速度與質(zhì)量、受力關(guān)系 2009江蘇、江蘇、2010江蘇、江蘇、2010山東山東實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容近三年高考考查情況近三年高考考查情況測定電源的電動勢和內(nèi)電阻測定電源的電動勢和內(nèi)電阻 2009安徽、安徽、2009北京、北京、2010上海、上海、2010江蘇、江蘇、2010廣東廣東探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 2009安徽、安徽、2009全國全國II、2010四川四川多用電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理多用電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理 2009天津天津 傳感器的簡單應(yīng)用傳感器的

4、簡單應(yīng)用 2008廣東、廣東、2009山東、山東、2009寧夏、寧夏、 2010全國全國II電路故障分析電路故障分析 2009全國全國I 電表改裝電表改裝2008全國全國I、2008海南海南 、 2010全國全國I、2010北京北京測電阻測電阻2010福建福建測電表內(nèi)阻測電表內(nèi)阻2010天津天津2. 近年高考物理實驗題具有如下特點近年高考物理實驗題具有如下特點（1 1）實驗內(nèi)容選材廣泛）實驗內(nèi)容選材廣泛 對教材上的演示實驗所作的改編。對教材上的演示實驗所作的改編。 教材內(nèi)容的拓展。教材內(nèi)容的拓展。（09北京）用雙縫干涉測光波長北京）用雙縫干涉測光波長（10重慶）測勻變速直線運動加速度重慶）測勻

5、變速直線運動加速度（08上海）光電效應(yīng)、薄膜干涉上海）光電效應(yīng)、薄膜干涉（09全國全國）平拋運動）平拋運動 教材上的學(xué)生實驗。教材上的學(xué)生實驗。（10上海）上海）卡文迪許扭卡文迪許扭秤實驗秤實驗（2 2）實驗類別形式多樣）實驗類別形式多樣除了基本測量儀器的使用、測量類實驗和驗證性除了基本測量儀器的使用、測量類實驗和驗證性學(xué)生實驗等傳統(tǒng)實驗類別外，探究性實驗、設(shè)計學(xué)生實驗等傳統(tǒng)實驗類別外，探究性實驗、設(shè)計性實驗等體現(xiàn)新課改要求的實驗類別正大量涌現(xiàn)性實驗等體現(xiàn)新課改要求的實驗類別正大量涌現(xiàn)。 （09全國全國I）探究物體在斜面上運動時摩擦力與斜面傾角的關(guān)系）探究物體在斜面上運動時摩擦力與斜面傾角的關(guān)

6、系h1h2ABs游標(biāo)尺主尺cm3450510（0808全國全國I I）對）對“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”的條件作了變動，從一個重物作自由的條件作了變動，從一個重物作自由落體運動修改為細(xì)繩連接的兩個重物落體運動修改為細(xì)繩連接的兩個重物繞定滑輪運動；實驗數(shù)據(jù)也從由打點繞定滑輪運動；實驗數(shù)據(jù)也從由打點計時器紙帶上獲取，修改為運用勻變計時器紙帶上獲取，修改為運用勻變速運動規(guī)律來分析。速運動規(guī)律來分析。（09四川）四川）“測量一輕彈簧的勁度系測量一輕彈簧的勁度系數(shù)數(shù)”，將彈簧連接金屬桿放在處于磁，將彈簧連接金屬桿放在處于磁場中的兩導(dǎo)軌上。這一變化大大提升場中的兩導(dǎo)軌上。這一變化大大提升了對學(xué)

7、生實驗?zāi)芰Φ囊?。了對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ囊蟆＃?）對教材上學(xué)生實驗的考查多以新的形式呈現(xiàn)）對教材上學(xué)生實驗的考查多以新的形式呈現(xiàn) （4 4）重視對非熱點實驗的考查）重視對非熱點實驗的考查 （0909天津）歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、天津）歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、（09上海）光強傳上海）光強傳感器感器、（、（1010福建）福建）測玻璃折射率測玻璃折射率 等非熱點實驗已成為等非熱點實驗已成為考查的內(nèi)容，且占有較大的分值?？疾榈膬?nèi)容，且占有較大的分值。 （5 5）力、電實驗占主導(dǎo)）力、電實驗占主導(dǎo) 20102010年高考熱學(xué)年高考熱學(xué)實驗實驗和光學(xué)實驗考查很少，凸顯和光學(xué)實驗考查很少，凸顯“力力”、“電電”兩塊在物理

8、學(xué)中的重要地位。同時力兩塊在物理學(xué)中的重要地位。同時力學(xué)實驗的比例，無論是在分值的安排，還是試卷題型學(xué)實驗的比例，無論是在分值的安排，還是試卷題型的分布，都加大了考查力度，形成了力學(xué)和電學(xué)實驗的分布，都加大了考查力度，形成了力學(xué)和電學(xué)實驗各占半壁江山的態(tài)勢。各占半壁江山的態(tài)勢。ABErRRx 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 /102nm （6 6）重視用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)）重視用圖象法處理實驗數(shù)據(jù) 用圖象處理物理實驗數(shù)據(jù)、或從圖象中獲取相關(guān)用圖象處理物理實驗數(shù)據(jù)、或從圖象中獲取相關(guān)實驗數(shù)據(jù)和實驗結(jié)論

9、，是高考非常關(guān)注的重點。實驗數(shù)據(jù)和實驗結(jié)論，是高考非常關(guān)注的重點。20102010年各地物理高考實驗試題中幾乎都有涉及物理年各地物理高考實驗試題中幾乎都有涉及物理圖象問題，而且還作為試題的難點之一，賦分較高。圖象問題，而且還作為試題的難點之一，賦分較高。（10安徽）太陽能電池在沒有儲存電能安徽）太陽能電池在沒有儲存電能I-U特性特性（08山東）巨磁電阻山東）巨磁電阻（09山東）描繪光敏山東）描繪光敏 電阻阻值電阻阻值R隨照度隨照度 變化的曲線變化的曲線（7）重視體現(xiàn)實驗素養(yǎng)的考查）重視體現(xiàn)實驗素養(yǎng)的考查（2010廣東）測干電池電動廣東）測干電池電動勢和內(nèi)阻，要求認(rèn)識誤差問勢和內(nèi)阻，要求認(rèn)識誤差

10、問題在實驗中的重要性，能在題在實驗中的重要性，能在某些實驗中分析誤差的主要某些實驗中分析誤差的主要來源。來源。（0808重慶）研究稀鹽水溶液重慶）研究稀鹽水溶液的電阻率與濃度的關(guān)系。高的電阻率與濃度的關(guān)系。高考物理實驗試題的這種變化考物理實驗試題的這種變化有助于增加學(xué)生對物理課的有助于增加學(xué)生對物理課的親切感，增強將科學(xué)服務(wù)于親切感，增強將科學(xué)服務(wù)于社會的責(zé)任感和使用感。社會的責(zé)任感和使用感。（8 8）貼近學(xué)生生活，聯(lián)系社會實際）貼近學(xué)生生活，聯(lián)系社會實際對對說明說明中規(guī)定的每一個實驗，從中規(guī)定的每一個實驗，從等配合等配合逐一分析，不留逐一分析，不留死角，適當(dāng)串聯(lián)，落實到位。死角，適當(dāng)串聯(lián)，落

11、實到位。（一）電學(xué)測量儀器的選擇及電路的設(shè)計問題（一）電學(xué)測量儀器的選擇及電路的設(shè)計問題一般的解題步驟：一般的解題步驟：1.1.儀器的選擇（電源、電流表、電壓表、儀器的選擇（電源、電流表、電壓表、R滑滑等的選擇）等的選擇）2.2.安培表內(nèi)、外接法的選擇安培表內(nèi)、外接法的選擇3.3.R滑滑限流、分壓電路的選擇限流、分壓電路的選擇 三種情況下必須采用分壓接法三種情況下必須采用分壓接法 案例案例1 1：實驗七：測定金屬的電阻率（同時練習(xí)使用螺旋測微器）實驗七：測定金屬的電阻率（同時練習(xí)使用螺旋測微器）實驗八：描繪小電珠的伏安特性曲線實驗八：描繪小電珠的伏安特性曲線實驗九：測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗九

12、：測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗十：練習(xí)使用多用電表實驗十：練習(xí)使用多用電表 這四個實驗前三個為測量性實驗，后一個是測量儀器這四個實驗前三個為測量性實驗，后一個是測量儀器的使用。所以如何測量直接電學(xué)量，間接得出實驗要求的使用。所以如何測量直接電學(xué)量，間接得出實驗要求的待測物理量是實驗的重點。其教學(xué)設(shè)計如下：的待測物理量是實驗的重點。其教學(xué)設(shè)計如下：復(fù)習(xí)每一個實驗，先明確實驗?zāi)康模缓蟾鶕?jù)實復(fù)習(xí)每一個實驗，先明確實驗?zāi)康?，然后根?jù)實驗?zāi)康慕Y(jié)合自己所學(xué)的知識，嘗試思考實驗原理。驗?zāi)康慕Y(jié)合自己所學(xué)的知識，嘗試思考實驗原理。圍繞敲定實驗原理，確定實驗器材，根據(jù)實驗器圍繞敲定實驗原理，確定實驗器材，根據(jù)實驗

13、器材，確定實驗步驟，依據(jù)實驗原理進行誤差分析。材，確定實驗步驟，依據(jù)實驗原理進行誤差分析。（二）逐一系統(tǒng)復(fù)習(xí)實驗七（二）逐一系統(tǒng)復(fù)習(xí)實驗七實驗十實驗十實驗七：測定金屬的電阻率實驗七：測定金屬的電阻率被測金屬絲阻值較小，被測金屬絲阻值較小，故電流表外接故電流表外接R滑滑限流、分壓據(jù)實驗要限流、分壓據(jù)實驗要求和器材規(guī)格而定求和器材規(guī)格而定ldRlSRSlR241（0808江蘇）某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)江蘇）某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時，電阻與截面積關(guān)系，選取量相同時，電阻與截面積關(guān)系，選取了材料相同、質(zhì)量相等的了材料相同、質(zhì)量相等的5 5卷導(dǎo)線，卷導(dǎo)線，進行了如下實驗：進行了如下實驗： (1)(1

14、)用螺旋測微器測量某一導(dǎo)線的直用螺旋測微器測量某一導(dǎo)線的直徑，讀得直徑徑，讀得直徑d d= = mm. mm. (2)(2)請根據(jù)數(shù)據(jù)列表判斷，該種導(dǎo)線請根據(jù)數(shù)據(jù)列表判斷，該種導(dǎo)線電阻電阻R R與截面積與截面積S S是否滿足反比關(guān)系是否滿足反比關(guān)系? ? 若不滿足，寫出若不滿足，寫出R R與與S S應(yīng)滿足的關(guān)系應(yīng)滿足的關(guān)系(3)(3)若若=5.1=5.11010-7-7mm，則表中阻，則表中阻值為值為3.13.1導(dǎo)線長度導(dǎo)線長度l l= = 。 (1) (1) 1.2001.200 (2) (2)不滿足，不滿足，R R與與S S2 2成反比成反比( (或或RSRS2 2常量常量) (3) )

15、(3) 1919（1）實驗器材的拓展）實驗器材的拓展 即能否用其它器材替換實驗中的相關(guān)器材而達到相即能否用其它器材替換實驗中的相關(guān)器材而達到相 同目的同目的（2）實驗方案（原理）的拓展）實驗方案（原理）的拓展 即能否將某種熟知的實驗原理遷移到新情境問題中即能否將某種熟知的實驗原理遷移到新情境問題中（3）實驗數(shù)據(jù)處理方法的拓展）實驗數(shù)據(jù)處理方法的拓展 即能否采用不同的處理方法處理同一個實驗數(shù)據(jù)，即能否采用不同的處理方法處理同一個實驗數(shù)據(jù)， 并比較和評判不同的處理方法的優(yōu)劣并比較和評判不同的處理方法的優(yōu)劣案例案例2 2：測定電源電動勢和內(nèi)阻：測定電源電動勢和內(nèi)阻用電流表和電阻箱測電源電動勢與內(nèi)阻（

16、安阻法）：用電流表和電阻箱測電源電動勢與內(nèi)阻（安阻法）：用電壓表和電阻箱測電源電動勢與內(nèi)電阻（伏阻法）：用電壓表和電阻箱測電源電動勢與內(nèi)電阻（伏阻法）： E=I 1(R1+r) E=I2 (R2+r) E= U1 + U1r / R1 E= U2 + U2r / R2用兩只電壓表測電源電動勢與內(nèi)阻：用兩只電壓表測電源電動勢與內(nèi)阻：V1E rSV1E rSV1設(shè)設(shè)U0為左圖為左圖V1的讀數(shù)，的讀數(shù)，U1、U2為右圖為右圖V1、V2的讀數(shù)的讀數(shù)1010211020)(UURUUUrUUUUE rRUUE100rRUUUE1121用兩只電流表測電源電動勢與內(nèi)阻：用兩只電流表測電源電動勢與內(nèi)阻：R2R

17、1E, r1.00I1 /mA1.31.41.51.11.2I2 /A0.10.2 0.3 0.4 0.5 0.6E=1.45（0.02）Vr=0.82（0.02） 返回返回已知已知R1+RmA=1000rrIIERRImA)()(21111000100021211EIrrRREIrRRrImAmA例例1:(091:(09重慶重慶) )硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件。硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件。實驗一：由此可知電池內(nèi)阻實驗一：由此可知電池內(nèi)阻_（填（填“是是”或或“不是不是”）常數(shù)，短）常數(shù)，短路電流為路電流為_mA，電動勢為電動勢為_V。實驗二：減小實驗一中光的強度，實驗

18、二：減小實驗一中光的強度，重復(fù)實驗，測得重復(fù)實驗，測得U-I曲線曲線b，若實驗，若實驗一中的路端電壓為一中的路端電壓為1.5V，則實驗二則實驗二中外電路消耗的電功率為中外電路消耗的電功率為_mW。答案：答案：不是不是，0.295（0.293 0.297），），2.67（2.642.70） 0.065（0.060 0.070）例例2. 2. （1010福建）福建）19.19.當(dāng)掛上當(dāng)掛上1010只鉤碼后，再逐一只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減把鉤碼取下。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時的橡皮筋伸長量掛鉤碼時的橡皮筋伸長量l l與拉力與拉力F F關(guān)系的圖像。關(guān)系的圖

19、像。從圖像中可以得出從圖像中可以得出_。A.A.增掛鉤碼時增掛鉤碼時l l與與F F成正比，而減掛鉤碼時成正比，而減掛鉤碼時l l與與F F不不 成正比成正比B.B.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸 長量比減掛鉤碼時的大長量比減掛鉤碼時的大C.C.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸 長量與減掛鉤碼時相等長量與減掛鉤碼時相等D D. .增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出 彈性限度彈性限度返回返回求電源的求電源的E和和r的實驗數(shù)據(jù)處理方法：的實驗數(shù)據(jù)處理方法：

20、例：（例：（20102010上海）上海）29.29.（1）Ea，ra？（？（2）若用同）若用同一個電阻一個電阻R先后與電池先后與電池a及電及電池池b鏈接，兩電池鏈接，兩電池 輸出功率輸出功率誰大，兩電池效率誰高？誰大，兩電池效率誰高？實驗設(shè)計是指要求考生運用學(xué)過的實驗方法，自行實驗設(shè)計是指要求考生運用學(xué)過的實驗方法，自行設(shè)計一個新的實驗方案，包括設(shè)計實驗原理、選擇設(shè)計一個新的實驗方案，包括設(shè)計實驗原理、選擇實驗器材、安排實驗步驟、設(shè)計數(shù)據(jù)處理的方法及實驗器材、安排實驗步驟、設(shè)計數(shù)據(jù)處理的方法及分析實驗誤差。分析實驗誤差。設(shè)計關(guān)鍵：確定實驗原理（一是根據(jù)實驗?zāi)康?，二設(shè)計關(guān)鍵：確定實驗原理（一是根

21、據(jù)實驗?zāi)康?，二是根?jù)實驗器材來設(shè)計），從而確定測量的物理量是根據(jù)實驗器材來設(shè)計），從而確定測量的物理量及安排實驗步驟。在實驗器材不足的情況下，往往及安排實驗步驟。在實驗器材不足的情況下，往往是由試題給出的器材進行組裝（替代）轉(zhuǎn)化為需要是由試題給出的器材進行組裝（替代）轉(zhuǎn)化為需要的器材。的器材。案例案例3 3：“伏安法測量電表內(nèi)阻伏安法測量電表內(nèi)阻”的探究式教學(xué)設(shè)的探究式教學(xué)設(shè)計計 在實際教學(xué)中，我首先引導(dǎo)學(xué)生探析在幾種常見在實際教學(xué)中，我首先引導(dǎo)學(xué)生探析在幾種常見情況下情況下“伏安法測量電表內(nèi)阻伏安法測量電表內(nèi)阻”主要設(shè)計思路，主要設(shè)計思路，引導(dǎo)學(xué)生一起歸納總結(jié)出測量原理，從而建構(gòu)起引導(dǎo)學(xué)生一

22、起歸納總結(jié)出測量原理，從而建構(gòu)起這類問題的設(shè)計框架。這類問題的設(shè)計框架。 注意內(nèi)阻已知的電表和阻值已知的定值電阻的一些注意內(nèi)阻已知的電表和阻值已知的定值電阻的一些反常規(guī)使用：反常規(guī)使用： 在第一步的基礎(chǔ)上，為了進一步提高學(xué)生的實驗分析在第一步的基礎(chǔ)上，為了進一步提高學(xué)生的實驗分析能力，我再對能力，我再對“伏安法測量電表內(nèi)阻伏安法測量電表內(nèi)阻”的實驗原理進的實驗原理進行適當(dāng)拓展和提升。行適當(dāng)拓展和提升。 教學(xué)模式教學(xué)模式1 1：把預(yù)先設(shè)計好的測量用的電路原理圖先畫出：把預(yù)先設(shè)計好的測量用的電路原理圖先畫出來，然后引導(dǎo)學(xué)生分析得出待測電流表刻度值的表達式來，然后引導(dǎo)學(xué)生分析得出待測電流表刻度值的表

23、達式 教學(xué)模式教學(xué)模式2 2：充分展現(xiàn)該電路原理圖的設(shè)計思維過程，即：充分展現(xiàn)該電路原理圖的設(shè)計思維過程，即引導(dǎo)學(xué)生注重體驗設(shè)計方案是如何一步一步逐步完善起引導(dǎo)學(xué)生注重體驗設(shè)計方案是如何一步一步逐步完善起來的，并允許他們在探究中失敗來的，并允許他們在探究中失敗綜上所述，通過上述綜上所述，通過上述3 3個步驟對方案的逐步完善，最終個步驟對方案的逐步完善，最終設(shè)計出的電路圖如圖所示：設(shè)計出的電路圖如圖所示： （1）關(guān)注新器材的使用關(guān)注新器材的使用 隨著科技的不斷進步隨著科技的不斷進步 ，物理實驗的手段也在不斷，物理實驗的手段也在不斷發(fā)展，傳感器、數(shù)碼相機、發(fā)展，傳感器、數(shù)碼相機、DIS的使用，給高中物的使用，給高中物理實驗帶來了新的變化，新課程高考試題在這些方理實驗帶來了新的變化，新課程高考試題在這些方面必定會有所體現(xiàn)。面必定會有所體現(xiàn)。ABCD 如圖所示，用一根細(xì)繩和一根桿組成三角支架，繩的一端如圖所示