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1、
實(shí)驗(yàn)探究篇
實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?
在義務(wù)教育物理課程的學(xué)習(xí)中,對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力的基本要求有:
科學(xué)探究要素
對(duì)科學(xué)探究能力的基本要求
提出問題
能從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題
能書面或口頭表述發(fā)現(xiàn)的問題
了解發(fā)現(xiàn)問題和提出問題在科學(xué)探究中的意義
猜想與假設(shè)
嘗試根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和已有知識(shí)對(duì)問題的可能答案提出猜想
能對(duì)探究的方向和可能出現(xiàn)的探究結(jié)果進(jìn)行推測與假設(shè)
了解猜想與假設(shè)在科學(xué)探究中的意義
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃
經(jīng)歷設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃的過程
明確探究目的和已有條件
嘗試考慮影響問題的主要因素,有控制變量的意識(shí)
了解設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃在科學(xué)探究中的
2、意義
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
能通過觀察、實(shí)驗(yàn)和公共信息資源收集證據(jù)
會(huì)閱讀簡單儀器的說明書,能按要求進(jìn)行操作
會(huì)使用簡單儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),會(huì)正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
具有安全操作的意識(shí)
了解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)在科學(xué)探究中的意義
分析與論證
經(jīng)歷從物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸納科學(xué)規(guī)律的過程
能對(duì)收集的信息進(jìn)行簡單歸類及比較
能進(jìn)行簡單的因果推理
嘗試對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行描述和解釋
了解分析與論證在科學(xué)探究中的意義
評(píng)估
有評(píng)估探究過程和探究結(jié)果的意識(shí)
能關(guān)注探究活動(dòng)中出現(xiàn)的新問題
有從評(píng)估中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的意識(shí)
嘗試改進(jìn)探究方案
了解評(píng)估在科學(xué)探究中的意義
交流與合作
有準(zhǔn)確表達(dá)自己觀
3、點(diǎn)的意識(shí)
能表述探究的問題、過程和結(jié)果
能聽取別人的意見,調(diào)整自己的方案
能堅(jiān)持原則又尊重他人,有團(tuán)隊(duì)意識(shí)
了解交流與合作在科學(xué)探究中的意義
專題一 基本儀器
(一)刻度尺
1.種類:常見的刻度尺有米尺、卷尺、鋼板尺、塑料尺等。
2.分度值:刻度尺的分度值有厘米、毫米等幾種。
3.用途:測量物體的長度。
4.使用方法:要正確使用刻度尺,應(yīng)該做到五對(duì)。
(1)“選對(duì)”是指根據(jù)測量需要,選擇合適量程和分度值的刻度尺。
(2)“放對(duì)’指刻度尺的位置要放正,不能歪斜,如圖甲所示??潭瘸咻^厚時(shí),刻度線應(yīng)緊靠被測物體;零刻度線磨損的,應(yīng)以某一刻度線為“零點(diǎn)”,讀數(shù)時(shí)要注意減去“零
4、點(diǎn)”前的數(shù)字。如圖乙所示。
(3)“看對(duì)”是指讀數(shù)時(shí),視線要正對(duì)刻度尺、與尺面垂直,不要斜視,如圖所示。
(4)“讀對(duì)”是指在讀數(shù)時(shí),除準(zhǔn)確讀出準(zhǔn)確值外,還要估讀到分度值的下一位數(shù)字(估計(jì)值)。如“25.38 cm”,其中25.3 cm是準(zhǔn)確值,0.08 cm是估計(jì)值。
(5)“記對(duì)”指除了正確無誤地記下所讀出的數(shù)字外,還要注明單位,只寫出數(shù)字未標(biāo)明單位的記錄是無意義的,而忘了寫單位是初學(xué)者最容易犯的錯(cuò)誤。
(二)停表(或秒表)
1.構(gòu)造:大表盤、小表盤、秒針(長針)、分針(短針)、按鈕A、按鈕B等。
A
B
2.原理:(1)一般的停表(秒表)有兩根針,長針是秒針,
5、每轉(zhuǎn)一圈是30 s;短針是分針,每轉(zhuǎn)一圈是15 min。(2)圖中停表的分度值是0.2 s,即它的精確度是0.2 s。
3.使用方法
(1)“一調(diào)”:先進(jìn)行調(diào)節(jié),按下歸零按鈕,使秒針指在“0”處。
(2)“二按”:按動(dòng)停表控制按鈕開始計(jì)時(shí)。
(3)“三停”:計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí),要按動(dòng)停表控制按鈕,這時(shí)停表會(huì)停在最后計(jì)時(shí)處。
(4)“四讀”:先觀察內(nèi)圈的分針指的位置,如果超過兩個(gè)數(shù)字之間的半格,意味著此時(shí)秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的是第二圈。即此時(shí)的秒數(shù)是超過30 s的;如果秒針指的位置不足30 s,直接加上30 s就可以。反之,如果分針不足半格,意味著秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的是第一圈,即此時(shí)
6、的秒數(shù)是不足30 s的。用分針?biāo)傅氖緮?shù)加上秒針?biāo)傅氖緮?shù)就是所測的時(shí)間。如上圖所示的時(shí)間是1min 7.8 s。
4.注意事項(xiàng)
(l)使用前先上緊發(fā)條,但不宜過緊。
(2)按按鈕時(shí)不要過猛,以免損壞機(jī)件。
(3)回表后,如秒針不指零,應(yīng)記下其數(shù)值,實(shí)驗(yàn)后從測量值中減去。
(4)防止摔、碰停表,不使用時(shí)將其放回盒內(nèi),并讓其繼續(xù)走動(dòng),放松發(fā)條。
(三)溫度計(jì)
1.種類:實(shí)驗(yàn)室用溫度計(jì)、體溫計(jì)、寒暑表,分別如圖所示的甲、乙、丙。
2.構(gòu)造:封閉玻璃管、液體、刻度。
3.原理:利用液體熱脹冷縮的性質(zhì)。
4.用途:測量溫度。
5.使用方法——實(shí)驗(yàn)室用溫度計(jì)的使用方法
(l)
7、使用前觀察它的量程,認(rèn)清它的分度值。
(2)溫度計(jì)的玻璃泡全部浸入被測液體中,不要碰到容器底或容器壁。
(3)溫度計(jì)的玻璃泡浸入被測液體后要稍等一會(huì)兒,待溫度計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)。
(4)讀數(shù)時(shí)玻璃泡要繼續(xù)留在被測液體中,視線與溫度計(jì)中液柱的液面相平。
6.注意事項(xiàng)
(1)被測液體的溫度不要超過溫度計(jì)的量程。
(2)體溫計(jì)使用前要用力向下甩,而實(shí)驗(yàn)室用的溫度計(jì)不能甩。
(四)托盤天平
1.構(gòu)造:底座和支架、橫梁和指針、天平托盤、標(biāo)尺、砝碼、游碼以及平衡螺母等。如圖所示。
2.原理:杠桿的平衡條件。
3.用途:測量固體或液體的質(zhì)量。
4.使用方法
(1)放:把天平放在
8、水平臺(tái)上,游碼放在標(biāo)尺左端的零刻度線處。
(2)調(diào):調(diào)節(jié)橫梁右端的平衡螺母,使指針指在分度盤的中線處,這時(shí)天平平衡。
(3)稱:把被測物體放在左盤里,用鑷子向右盤里加減砝碼(為避免重復(fù)夾取砝碼,可按從大到小的順序依次加減砝碼),并調(diào)節(jié)游碼在標(biāo)尺上的位置,直到橫梁恢復(fù)平衡。
(4)記:右盤中砝碼的總質(zhì)量加上游碼在標(biāo)尺上所對(duì)的刻度值就等于被測物體的質(zhì)星。把被測物體的質(zhì)量記錄下來,稱完后把砝碼放回盒內(nèi),不許遺漏。
注意:
與任何測量儀器一樣,所測物體質(zhì)量不能超過天平的最大稱量值,也不能小于天平的最小稱量值。天平屬于精密儀器,必須保持清潔、干燥,要注意輕拿輕放。物理天平應(yīng)先調(diào)節(jié)底座水平。
9、(五)量筒
1.量筒的規(guī)格
量筒是測量液體體積的儀器。量筒的規(guī)格以所
能測量的最大容量(mL)表示,常用的有10 mL、25 mL、50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等。實(shí)驗(yàn)室常用的量筒量程是250 mL。
2.量筒的選擇
實(shí)驗(yàn)中應(yīng)根據(jù)所測液體的體積,盡量選用能一次量取的最小規(guī)格的量筒,分次量取易引起誤差。例如量取70 mL液體,應(yīng)選用100 mL的量筒。
3.量筒的讀數(shù)
應(yīng)把量筒放在水平桌面上,觀察刻度時(shí),視線與量筒內(nèi)液體的凹液面的最低處或凸液面的最高處保持水平,再讀出所取液體的體積數(shù)。否則,讀數(shù)會(huì)偏高或偏低(如圖所示)。
(六)彈簧測力
10、計(jì)
1.構(gòu)造:鋼制彈簧、掛鉤、指針及刻度盤等。如圖所示。
2.原理:在彈性限度內(nèi),彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長量就越長。
3.用途:測量力的大小的儀器。
4.使用方法
使用方法
使用前
①觀察量程和分度值,便于讀數(shù)
②觀察指針是否指在零刻度線處,否則要調(diào)零或記下零點(diǎn)誤差
③輕輕來回拉動(dòng)掛鉤幾次,防止彈簧卡殼
使用時(shí)
①測力時(shí),所測的力不要超過它的量程,以免損壞
②測量時(shí),要使彈簧的方向跟所測力的方向一致,彈簧不要靠在刻度板上
③讀數(shù)時(shí),視線要與刻度板面垂直
(七)壓強(qiáng)計(jì)
1.構(gòu)造:U形管、有色液體、金屬盒、刻度尺、底座、膠皮管,如圖所示。
2.原理:當(dāng)
11、金屬盒上的橡皮膜受壓時(shí),U形管兩側(cè)液面出現(xiàn)高度差,壓強(qiáng)越大,液面的高
度差越大。
3.用途:測量液體壓強(qiáng)的儀器。
4.使用方法
(1)調(diào)節(jié)壓強(qiáng)計(jì)使U形管兩側(cè)液面高度相同。
(2)將金屬盒放入液體中,觀察U形管兩側(cè)液面是否出現(xiàn)高度差。
5.注意事項(xiàng)
(1)使用前若U形管兩側(cè)液面不相平,則應(yīng)將膠皮管從U形管上拔下后再重新插上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(2)若實(shí)驗(yàn)時(shí)U形管兩側(cè)液面沒有出現(xiàn)高度差,則說明裝置漏氣,應(yīng)找出漏氣點(diǎn)修復(fù)后再重新實(shí)驗(yàn)。
(八)驗(yàn)電器
1.構(gòu)造:金屬球、金屬桿、金屬箔等,如圖所示。
2.作用:檢驗(yàn)物體是否帶電。
3.原理:同種電荷互相排斥。
4.使用方法:讓一個(gè)物
12、體與驗(yàn)電器的金屬球接觸,如果驗(yàn)電器的兩片金屬箔張開一定角度,則說明物體帶電。當(dāng)一個(gè)帶正電的物體接觸驗(yàn)電器的金屬球時(shí),驗(yàn)電器就帶上正電荷,從而使兩片金屬箔張開一定的角度(電子從驗(yàn)電器轉(zhuǎn)移到了物體上)。當(dāng)一個(gè)帶負(fù)電的物體接觸驗(yàn)電器的金屬球時(shí),驗(yàn)電器就帶上負(fù)電荷,從而使兩片金屬箔張開一定的角度(電子從帶電體轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上)。
(九)電流表
1.種類:如圖所示。
2.構(gòu)造:表殼、表盤、指針、刻度盤、接線柱等。
3.原理:通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.用途:測量電流的大小。
5.使用方法
(1)將電流表串聯(lián)在被測電路中。
(2)正、負(fù)接線柱的接法要正確,使電流從電流表的正接線柱流入
13、,從負(fù)接線柱流出。
(3)被測電流不能超過電流表的量程。
(4)絕不能把電流表直接接在電源的兩極上。
(5)讀數(shù)時(shí)要先認(rèn)淆量程,再認(rèn)清分度值,然后正確讀數(shù)。
5.注意事項(xiàng):電流表是精密的測量儀器,使用時(shí)要嚴(yán)格遵照使用方法。
(十)電壓表
1.種類:如圖所示。
2.構(gòu)造:表殼、表盤、指針、刻度盤、接線柱等。
3.原理:通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.用途:測量某段電路兩端的電壓。
5.使用方法
(l)將電壓表并聯(lián)在被測電路兩端。
(2)正、負(fù)接線柱接法要正確,使電流從電壓表的正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出。
(3)被測電路兩端的電壓不能超過電壓表的量程。
(4)讀數(shù)
14、前要先認(rèn)清電壓表的量程和分度值。
注意事項(xiàng):電壓表也是精密的測量儀器,使用時(shí)一定要遵照使用方法。
(十一)變阻器
1.變阻器
(1)種類:如圖甲、乙所示,分別是滑動(dòng)變阻器、電阻箱。
(2)用途:改變電路中的電阻大小。
2.滑動(dòng)變阻器
(1)構(gòu)造:電阻線、金屬桿、滑片、接線柱、瓷筒等。
(2)原理:通過改變電阻線在電路中的長度來改變連入電路的電阻,進(jìn)而改變電流。
(3)使用方法:將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中。如圖所示,若接A、C或B、C接線柱,則使用的電阻線是CP部分,當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí),連入電路的電阻線變短,電路中的電阻變小,電流變大;若接A、D或B、D接線柱,則滑片P向左移
15、動(dòng)時(shí),連入屯路的電阻線變長,電路中的電阻變大,電流變小。
(4)兩個(gè)常見錯(cuò)誤
一是將導(dǎo)線都接到金屬桿兩端的接線柱上;二是將導(dǎo)線都接到支架兩端的接線柱上。前者不能改變接入電路中的電阻,且接入電路中的電阻為零;后者也無法改變接入電路中的電阻,且接入電路中的電阻為滑動(dòng)變阻器的最大阻值。
3.電阻箱
(1)滑動(dòng)變阻器不能表示出連入電路的電阻值,但它可以連續(xù)改變接入電路中的電阻。為了能夠表示出接入電路中的電阻值,人們制造出了電阻箱。
(2)一般情況下電阻箱只有兩個(gè)接線柱,只要將電阻箱串聯(lián)在電路中就行了。它有個(gè)數(shù)不等的旋盤,每個(gè)旋盤上都標(biāo)有0至9的10個(gè)數(shù)字,旋盤的下方標(biāo)有標(biāo)記×1 000、
16、×100、×10、×1等倍率。讀數(shù)時(shí)只要將旋盤指示數(shù)值乘以相應(yīng)倍率再相加即可。這種電阻箱的優(yōu)點(diǎn)就是可以表示出接入電路中的電阻,但是它改變電阻是不連續(xù)的。
(十二)電能表
1.構(gòu)造:如圖所示。
(l)“220 V”——這個(gè)電能表應(yīng)該在220 V的電路中使用。
(2)“10(20)A”——這個(gè)電能表的標(biāo)定電流為10 A,額定最大電流為20 A。電能表工作時(shí)通過的電流不應(yīng)超過額定最大電流。
(3)“50 Hz” ——這個(gè)電能表在頻率為50 Hz的交流電路中使用。
(4)“3 000 revs/(kW˙h)”——接在這個(gè)電能表上的用電器,每消耗1 kW˙h的電能,電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3 000轉(zhuǎn)。
2.用途:測量電流做功的多步。
3.使用方法:將電能表串聯(lián)在家庭電路的干路上,通電后,鋁盤旋轉(zhuǎn)同時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù),讀出電流做功的多少。
4.讀數(shù)方法:電能表計(jì)數(shù)器上顯示著數(shù)字,計(jì)數(shù)器前后兩次讀數(shù)之差就是在這一段時(shí)間內(nèi)消耗電能的多少,單位是kW˙h(度)。注意電能表表盤中最后一位數(shù)字是小數(shù)。
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