物理演示實驗 理論部分

物理演示實驗緒論物理學(xué)是人類在探索大自然現(xiàn)象及其規(guī)律過程中形成、以實驗為基礎(chǔ)的一門科學(xué)。物理學(xué)研究宇宙間一切物質(zhì)的基本形式、性質(zhì)和運動規(guī)律，研究物質(zhì)之間的相互作用與轉(zhuǎn)化、各種物質(zhì)形態(tài)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。物理學(xué)的各分支學(xué)科是按物質(zhì)的存在形式或運動規(guī)律而劃分的。物質(zhì)的不同存在形式及不同運動規(guī)律之間存在著聯(lián)系，各分支學(xué)科之間互相滲透。物理學(xué)是各分支學(xué)科既相對獨立又彼此密切聯(lián)系的統(tǒng)一整體。17世紀(jì)，人們已經(jīng)了解宏觀物質(zhì)機械運動的基本規(guī)律。19世紀(jì)末，物理學(xué)建立了包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等學(xué)科在內(nèi)的完整的基本理論體系，即經(jīng)典物理學(xué)。20世紀(jì)初，人們相繼建立了相對論和量子力學(xué)，在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的物理學(xué)通常稱為近代物理學(xué)。按照研究對象的不同尺度和結(jié)構(gòu)層次，當(dāng)今的物理學(xué)也劃分為天體物理學(xué)、凝聚態(tài)物理學(xué)、原子分子物理學(xué)、核物理學(xué)和粒子物理學(xué)等。許多重要的基本問題尚待解決，如強、弱、電磁、引力四種基本相互作用力的統(tǒng)一，暗物質(zhì)和暗能量之謎等有可能對物理學(xué)產(chǎn)生革命性影響的問題，以及復(fù)雜體系和極端條件下物質(zhì)的新效應(yīng)。當(dāng)前物理學(xué)基礎(chǔ)研究的三個重要方向是：物質(zhì)深層次微觀結(jié)構(gòu)和運動的基本規(guī)律，宇宙大尺度結(jié)構(gòu)及運動的基本規(guī)律，凝聚態(tài)物質(zhì)和復(fù)雜系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部運動的基本規(guī)律及宏觀量子效應(yīng)。物理學(xué)的基本原理滲透在自然科學(xué)的各個領(lǐng)域，應(yīng)用于技術(shù)科學(xué)的各個方面，是技術(shù)科學(xué)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。物理學(xué)深刻影響人類的思維方式和對世界的基本認(rèn)識，所體現(xiàn)的科學(xué)的世界觀和方法論，形成人類文明的一個重要組成部分。數(shù)學(xué)是物理學(xué)研究的基本工具之一。物理學(xué)理論通常以數(shù)學(xué)形式表達，展也進一步推動了數(shù)學(xué)的發(fā)展。長期以來，物理學(xué)的發(fā)展推動了化學(xué)、生命科學(xué)、地學(xué)、天文學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展。例如，物理學(xué)對原子、分子的量子規(guī)律的揭示，為化學(xué)奠定了究手段產(chǎn)生了根本的變化。學(xué)和相對論的建立，都直接地推動了機械、電力、能源、材料、信息等技術(shù)學(xué)科的建立和發(fā)展，并導(dǎo)致了工業(yè)革命和信息革命。物理學(xué)的許多前沿研究都有其明確的應(yīng)用前景。例如，核聚變、激光、高溫超導(dǎo)、巨磁電阻、介觀物理、納米/功能材料、量子信息等，它們已經(jīng)或可能繼續(xù)在能源、信息、計算機、生命和材料等許多領(lǐng)域孕育新的發(fā)展。物理演示實驗一般是指密切配合物理課堂教學(xué)內(nèi)容由教師操作讓學(xué)生觀察的實驗。得物理現(xiàn)象的主要來源。同時演示實驗在培養(yǎng)學(xué)生觀察、實驗?zāi)芰?，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣等各方面都起著十分重要的作用。具體來說，它的教學(xué)作用體現(xiàn)在以下幾個方面：1．引起學(xué)生的興趣，吸引學(xué)生的注意2.

培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰?.

演示實驗為學(xué)生提供必要的感性知識4．演示實驗是歸納物理概念和規(guī)律的基礎(chǔ)歷像科學(xué)家研究自然現(xiàn)象那樣的探索過程。經(jīng)歷一些科學(xué)探究活動，初步了解物理學(xué)的特點和研究方法，體會物理學(xué)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用以及對社會發(fā)展的影響。學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能運用物理知識和科學(xué)探究方法解決一些問題。經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題，驗證物理規(guī)律。到以下要求

直升飛機模型；車輪轉(zhuǎn)臺；離心節(jié)速器式演示儀；離合器式---定量演示在合外力矩為零的條件下角動量的代數(shù)和守恒。電動式---定量說明在合外力矩為零的條件下角動量的矢量和守恒。

1、科學(xué)性原則：原理正確，主題突出，因果明確

2、簡便性原則：裝置簡單、操作簡便，攜帶方便

3、直觀性原則：現(xiàn)象直觀，效果明顯、重復(fù)性好

4、可見性原則：結(jié)構(gòu)可見，觀察范圍大

5、趣味性原則:

力學(xué)：氣墊技術(shù)--氣墊導(dǎo)軌、氣墊平臺、氣墊轉(zhuǎn)盤、滑輪光學(xué)：He-Ne

激光--全息照相、激光通訊、衍射、光杠桿電學(xué)：高溫超導(dǎo)、半導(dǎo)體集成電路、多功能示波器、光電器件 1、充分準(zhǔn)備 2、周密演示 例1自感電動勢的方要阻礙原來電流

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分析：

k通，L

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3、規(guī)范操作

2—1

1.直接演示法

2.對比演示法 對比形式：

暗-亮-滅的現(xiàn)象判 復(fù)合對比：---趨膚效應(yīng)。

3.模擬演示法 利用模型對實際系統(tǒng)進行實驗研究的過程(通過模型實驗揭示原型的運動規(guī)律的方法)。特征相似的另一客觀對象.模擬演示法具有更深刻、更集中的特點。 1.氣墊法--利用空氣膜將運動物體浮起，使它做近似無摩擦運動。作氣墊導(dǎo)軌--牛頓第二定律的驗證，動量守恒，簡諧振動，阻尼振動等。氣墊轉(zhuǎn)盤，氣墊滑輪，氣墊平臺---剛體轉(zhuǎn)動定理，平行軸定律，二維碰撞等2.頻閃法--利用頻閃儀的閃光照明來輔助顯示物理現(xiàn)象和規(guī)律。作用：例如:弦駐波的頻閃照明演示。

例如:

3（激光）光杠桿法---把一塊小平面反射鏡通過某種機構(gòu)連接到物體

L

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光杠桿主要在演示物體小形變或運光杠桿在物示實驗中的作用就是增

應(yīng)用的微動。理演主要強實4.投影法---利用投影透鏡、顯微鏡、投影儀將演示所呈現(xiàn)的物理現(xiàn)象

紋。）

投影法和頻閃法的綜合運用----照明光為可調(diào)頻閃光5．

質(zhì)心和非質(zhì)心處的運動軌跡----直接描跡。例2

方向上作勻速運動（展開）----描畫出了沙擺作正弦運動的軌

F

。當(dāng)

---毛筆、彩筆，也可以是沙斗、6．示蹤法

則帶電粒子要做螺旋線運動----電子束實驗儀。束的運動軌跡---陰極射線的電離示蹤。

大屏幕、超低頻、慢掃描、長余輝、雙蹤示波器特別適合于做課堂演示。

1：1/3：1/5：---圓頻率為ω、3ω、5ω---初相位相

基波上疊加的諧波越多，合成波形越接近于方波。疊加的諧波越多，合成方波的前沿、后沿越陡直。

Urπ/2。

光電轉(zhuǎn)換法---利用光電效應(yīng)把在光電轉(zhuǎn)換法中，要用到一些光電探測常用的光電探測器包括：硅光電