数字化物理实验演示116页PPT
高中物理数字化实验教学
高中物理数字化实验教学作者：***来源：《新课程》2024年第16期一、教学目标1.理解机械能守恒定律的基本原理，能够通过数字化实验平台深化对能量转换和守恒概念的认识。
2.学习设计具体的实验方案，清晰界定实验中需观测的物理量，并运用合适的数字化工具进行精确测量。
3.增强控制实验变量的能力，通过准确操作获得关键数据，如下落高度和速度，能够分析数据差异，并通过改进实验方案来降低误差，锻炼科学探究技能。
4.培养实事求是的科研态度和对数据真实性的尊重意识。
二、思维导图（见图1）三、实验思路1.实验满足的条件：为了验证机械能守恒定律，实验设计中应确保系统只受保守力（如重力和弹力）的作用，以排除非保守力（如摩擦力和空气阻力）对实验结果的干扰。
在没有外力做功的情况下，物体的机械能（动能与势能的总和）应当是守恒的。
2.减少阻力的方法：为了降低空气阻力和滑动摩擦力对实验结果的影响，可以采用以下减少阻力的方法。
使用光滑的轨道或斜面、应用润滑剂、使用滚动而非滑动、减小接触面积、设计流线型的物体形状、选用质量较大的物体。
四、实验过程（一）研究自由下落物体的机械能1.实验准备与设定教师检查并确保所有实验设备完备且状态良好，这包含铁架台、电磁打点计时器、配重、纸带、复写纸、导电线、精确的毫米尺和低压AC电源（见图2）。
在此基础之上，借助数字化设施，如计算机程序、感应器以及数据搜集装置等，这些有助于提升数据搜集与分析的准确性。
2.实验原理说明在解释实验原理前，教师要向学生明确机械能守恒定律的定义和适用状况。
学生通过观察并比较自由落体过程中重物的势能与动能之间的转换，深入了解机械能守恒定律是否在实验中得以验证。
3.实验步骤（1）势能变化测量为了深入理解力学基本概念，学生需用精准的天平来测定重物的质量，确保实验结果的精确性。
然后，他们会把这个重物安装到铁架台上，为接下来的实验步骤做准备。
电磁打点计时器是此次实验的核心工具。
当设备开启，重物开始自铁架台自由落体时，计时器会定期在穿过的纸带上标记点位。
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
中学物理实验PPT动画课件展示
谢谢！
D．桶对绳的拉力，桶所受的重力
小球与曲线同步运动
转动的地球
R1 R3
R2
εr
K
上海市教育学会会长、总督学，原市教委 副主任张民生在6月18日闵行区召开的信 息技术软件深入开发应用汇报会上说：
这项研究成果做 得很“精致、极 致、很实用，值 得在更大范围内
推
广。”
区培训班学员反馈意见：
1. 本次培训的特点是贴近教学实际，简单实用，感觉 非常有收获。您的培训使人耳目一新,眼界大开. (莘格
率的变化范围为：
。
解:滑到最左端电压功率都最大.
最大电压：U R//R灯 0.8
最大功率：PU R2//R灯 0.8r2
0.80.2
42
R灯 4R 25R
灯泡电压变化范围：
0—0.8 灯泡功率变化范围：
缩 0 — 4 2 放 25 R
复原测量电阻
R电=1阻5×的10测=1量50Ω
15
1、选择档位
7. 培训里我学到了很多东西，非常感谢！对于您的钻 研精神和对office软件的应用水平我非常佩服，非 常希望能有其它机会继续向您学习！尤其是非常想 向您学习一些excel和word的知识，提高工作效率！ 谢谢(上宝中学赵涛：)
培训学员的反馈调查表中：
1. 对本次的培训“非常满意（70%）”和“满意 （30%）”的达100%；“不满意”的为零。
文字分解
大 家 好
压缩空
气做功
机械能转化为Fra bibliotek内能开始
（压缩
气体）
压压缩缩空空气做做功功机机械械能能转转化化为为内能内能
开始
飞翔的小鸟
飞翔的小鸟
力学 热学 电学 光学 原子 其它 退出
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
.
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
上海地区上教版高一物理必修1课件：1-d《现代实验技术--数字化信息系统》ppt 3
的是(
).
(A)瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度
(B)平均速度等于某段时间内物体运动的位移与所用时间的 比值
(C)作变速运动的物体，平均速率就是平均速度的大小
(D)作变速运动的物体，平均速度是物体通过的路程与所用 时间的比值
答案:AB
2、关于平均速度，下列说法中正确的是（ C ） A汽车在出发后第10s末的平均速度是5m/s B汽车在某段时间的平均速度为5m/s，表示汽车
在该时间内每秒的位移都是5m C汽车经过两路标之间的平均速度是5m/s D汽车司机前面速度计上指示的数值是平均速度
D 现代实验技术—— 数字化信息系统(DIS)
数字化测距仪测距与普通测距方法对比
被测对象
探测器
记录、处理和显示
现代测量技术减少了主观判断 引起的误差，而且方便、准确
什么是DIS？
• “DIS”是英文“Digital Information System”的缩写，中文意思是“数字化信 息系统”。
身体健康，学习进步！ 你若要喜爱你自己的价值，你就得给世界创造价值。 ——歌德
与其守成法，毋宁尚自然；与其求划一，毋宁展个性。——蔡元培 意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 人生是愈取愈少，愈舍愈多，该当如何？少年时取其丰，壮年时取其实，老年时取其精。少年时舍其不能有，壮年时舍其不当有，老年时舍其 不必有。 重要的不是发生了什么事，而是要做哪些事来改善它。 只有创造，才是真正的享受，只有拼搏，才是充实的生活。 相信就是强大，怀疑只会抑制能力，而信仰就是力量。 根本不必回头去看咒骂你的人是谁？如果有一条疯狗咬你一口，难道你也要趴下去反咬他一口吗？ 人生道路，绝大多数人，绝大多数时候，人都只能靠自己。 认清这个世界，然后爱它。 快乐要懂得分享，才能加倍的快乐。 别着急要结果，先问自己够不够格，付出要配得上结果，工夫到位了，结果自然就出来了。 有些事情，不谈是个结，谈开了是个疤。 失去金钱的人损失甚少，失去健康的人损失极多，失去勇气的人损失一切。 别着急要结果，先问自己够不够格，付出要配得上结果，工夫到位了，结果自然就出来了。 人不能创造时机，但是它可以抓住那些已经出现的时机。 一帆风顺，并不等于行驶的是一条平坦的航线。 别人能做到的事，自己也可以做到。 你永远要宽恕众生，不论他有多坏，甚至他伤害过你，你一定要放下，才能得到真正的快乐。 你接受比抱怨还要好，对于不可改变的事实，你除了接受以外，没有更好的办法了。
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。
物理实验-数据处理.ppt
直接测量：从仪器直接读出测量结果。如用温度 计测温度。
间接测量：由直接测量值按一定的物理公式计算
得到。如测密度：
4m d 2h
二、误差定义和表示
1.误差定义
测量值和真值的差值就叫做测量误差。
2.误差表示
绝对误差=测量值-真值
相对误差= 绝对误差 ×100% 真值
这里需要指出： ①一个量的真值是客观存在的，但它只是一个理
想的概念。
②测量结果都有误差，误差自始至终存在于一切 测量过程之中，这就是误差公理。
3.偏差定义 测量值和平均值的差值叫做测量偏差。 由于真值一般无法得到，但当测量次数很多
时，多次测量的平均值最接近于真值，因此实际 计算时用偏差代替误差。
三、测量误差分类
1.系统误差
在相同条件下（即测量仪器、环境 等条件和人员都相同）多次测量同一被 测量，其误差的大小和符号保持不变或 按某个确定规律变化，这类误差称为系 统误差。
1.求平均值：
d = (8.345+8.348+8.344+8.343+8.347+8.343)/6＝8.345 mm
2.修正已定系统误差：
d d d 0 8 .3 4 ( 0 5 .0)0 8 .3 3m 48 m
3.求标准偏差Sx：
n di d 2
Sx
i1
n1
0.0021m m
4.求A类不确定度： ASx0.00m 21m
Sx
n
(xi x)2
i 1
n1
（贝塞尔公式）
算术平均值的标准偏差为：
Sx
n
(xi x)2
i 1
n(n 1)
初中物理演示实验 PPT课件 图文
二、实验在教学过程中的作用
1、实验能创设情景，激发学习 兴趣，提高教学效率
(a)
(b)
(c) (d)
2、实验能帮助学生掌握科学研究的方法
例如“研究气泡在充水玻璃管中运动 规律的实验”
3、实验培养学生的各种能力
用弹簧测力计测物体受到 浮力，以区分两种密度相 接近的清水和淡盐水。
清水 盐水
4、实验能培养学生的创新意识
⑷在演示“内能转化 为机械能” 实验时，教 师用电子打火器上面套 上一只胶卷盒，酒精被 点燃后，胶卷盒飞出去。 要防止胶卷盒飞到学生 身上造成伤害；
⑸在演示“碘的升华” 时，不
要将碘放在烧杯中加热使碘升华和 凝华，因为实验时总有少量的碘蒸 气从烧杯口逸出对学生造成伤害， 改用“碘锤”；
⑹在“观察雪树” 的实验中，
光的直线传播
光的反射定律
5、启发性原则
教师的演示实验，应对知识的传授起到 提供信息、激化矛盾、引导指点的作用，因 此教师在做演示实验时，应有意识地将一个 实验分段完成，或将几个实验组合完成。
引言中的“长、短蜡烛” 、“烧瓶烧 鱼”的实验、光直线传播中“手影” 的实 验、浮力中“乒乓球不上浮” 的实验、浮 力中“潜水艇” 实验等，都是学生喜欢观 看生的动实有验趣。的演示的实验可通过眼、耳等感 觉器官对学生产生强烈的感官刺激，让学生 留下难忘的记忆，从而提高实验的观察效果。
7、直观性原则
(1)、实验引入的直观性：
能用实验表达的物理现象，不要 用课件，除非不能做或不允许做的 实验。
(2)、实验器材的直观性：
能用简易仪器做的实验就不用精密仪 器；能用日常生活用品做的实验就不用 专门仪器，要让学生看到实验仪器后教 师一说就能理解。
(3)、实验过程的直观性：