物理创新性实验的六大设计原理
物理创新性实验的六大设计原理
李 松 岭 （ ９８年 出生 ）男 ， １５ ， 江苏 徐 州 人 ， 州 师 范 大 学 物 理 系 副 教 授 ， 学 论 硕 士 生 导 师 。 要 从 事 教 学 论 和物 理 实 验 研 究 ， 徐 教 主 已
Ｋｅ ｏ ｄ ｉ ｙ Ｗ ｒ ｓ ｎｎｏ ａ ｉ ｈｙｓｃ ｘ ｒｍ ｅ ｔ ｄｅ ｉ ｉ ｉ ｅ ｖ ｔｖｅ ｐ ｉｓ ｅ ｐｅ ｉ ｎ ； ｓｇｎ ｐｒｎｃｐｌ
物理 创新 实 验是 指 打破 传 统 物 理 实 验 原 理 ，
力 平衡 、 热平 衡 、 电磁平 衡等 ． 物理 创新 实验设 计 示例 ： 物 理 教学 中 ， 定 在 测 大气 压强通 常 都 是用 托里 拆利 实 验 ， 里 拆 利 实 托 验存 在两 大 问题 ： 是实 验难 度 大 ， 向托里 拆 利 一 当 管 中装水 银 时 ， 由于管很 细水 银 容 易 洒 出管 外 ， 并 且容 易混 进气 泡 ， 大实 验误 差 ； 是 要用 水 银 做 增 二
发表学术论文 ４ ８篇 ， 版 教材 和论 著 ６部 ， 成 江 苏 省 教 委 科 研 课 题 ２项 、 级 科 研 课题 ８ ． 出 完 校 项
维普资讯
物理 与 ＿程 Ｔ
Ｖｏ． ７ Ｎｏ ６ ２ ０ １１ ． ０ ７
分 别 用 天 平 测 出 注 射 器 活 塞 的 质 量 和 所 挂 钩 码 的
ＰＨ ＹＳ ＣＳ ＥＸＰＥＲＩ ＥＮＴＳ Ｉ Ｍ
ＬｉＳ ｎｇ ｉ ｇ ｏ ｌｎ ＬｉＭ ｉ ｘ ｅ ｎｇ ｕ
（ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＰｈ ｉｓ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｙｓｃ ，Ｘｕ ｈ ｕ Ｎｏ ｍａ ｉｅ ｓｔ ｚ ｏ ｒ ｌＵｎｖ ｒｉｙ，Ｘｕ ｈ ｚ ｏｕ，ｉｎ ｓ ２ １１ ） Ｊａ ｇ ｕ， ２１ ６ （ ｎ ｔｔ ｔ ｆＳ ｉｎ ｅ，Ｃｈｎ ｎｖ ｒ ｉｙｏ ｉ ｎ ｎ ｃ ｎｏｏ ｙ，Ｘｕ ｈｏ Ｊａ ｇ ｕ， ２ １ ０ ） ０Ｉ ｓｉｕ ｅｏ ｃｅ ｃ ｉａＵ ｉｅｓｔ ｆＭ ｎｉｇａ ｄ Ｔｅ ｈ ｌｇ ｚ ｕ，ｉｎ ｓ ２ ０ ８
高中物理小创新实验教案
高中物理小创新实验教案
实验目的：通过利用光电效应测量光速，让学生了解光速的测量方法并提高实验操作技能。
实验原理：光电效应是指当光照射到金属表面时，光子的能量被金属原子吸收，使得金属
表面的电子获得足够的能量，从而跃迁到导带上成为自由电子。
如果在金属表面加上一个
外加电场，这些自由电子将受到电场的作用而运动，从而产生光电电流。
实验材料：
1. 光电效应实验仪
2. 测量仪器（示波器、多用电表等）
3. 光源（例如激光器）
4. 金属板
实验步骤：
1. 将实验仪器连接好，并将光源照射到金属板上，调整至最佳位置。
2. 打开示波器或多用电表，记录光电电流随时间的变化曲线。
3. 计算出光电电流的最大值，并确定对应的光子能量。
4. 根据光子能量和金属板的功函数，计算出光子的动能，并据此计算出光速。
实验效果评价：
1. 学生在实验中能够正确操作实验仪器，获取正确的实验数据。
2. 学生能够正确利用实验数据计算出光子的动能和光速，理解光速的测量方法。
3. 学生对光电效应的原理有一定的了解，掌握了一种测量光速的方法。
拓展实验：
1. 尝试使用不同金属板进行实验，比较不同金属对光电效应的影响。
2. 尝试改变光源的光强和波长，研究其对光电效应的影响。
3. 进一步研究光速的测量方法，探讨其他可能的实验方案。
注意事项：
1. 实验中要注意安全，避免光源直接照射眼睛。
2. 实验过程要认真操作，避免对实验仪器造成损坏。
3. 实验结果应该结合理论知识进行分析和讨论，保持实验数据的准确性和可靠性。
物理学科的实验设计与创新
物理学科的实验设计与创新引言：物理是一门实验科学，实验是物理学中最直接、最基础的研究手段。
实验设计与创新是物理学科中非常重要且具有挑战性的任务。
本文将讨论物理学科的实验设计与创新，探究如何进行有创意、有意义的实验研究，并介绍一些常用的实验设计方法和例子。
一、实验设计的原则在进行物理实验设计时，有一些原则需要遵循，以确保实验的准确性和可重复性。
1.定义明确的问题：在进行实验设计之前，需要明确要解决的科学问题。
这有助于确定实验的目标和流程。
2.合理选择变量：实验中需要考虑哪些变量是要被测量和控制的。
只有这样，才能得到明确的实验结果。
3.精确的测量和控制：精确的测量是实验中的关键之一。
需要使用适当的仪器和方法来确保测量结果的准确性。
同样重要的是，要能够控制实验条件以确保实验的可重复性。
4.统计分析：在对实验结果进行分析时，需要使用适当的统计方法来评估实验数据的可靠性，并得出科学结论。
5.创新思维：为了进行有创意的实验设计，需要从新的角度思考问题，尝试不同的方法和方向，以便发现新的现象或解释。
二、实验设计的方法以下是一些常用的实验设计方法，可以帮助研究者进行创新而有效的实验设计。
1. 基础实验法：通过重复经典的实验来加深对物理原理的理解。
这种方法适用于学习和巩固基础知识，培养实验技能。
2. 变量控制法：通过逐步改变一个变量，并观察其他变量的变化，来研究它们之间的关系。
这种方法可以帮助我们理解因果关系，并揭示出一些隐藏的影响因素。
3. 比较实验法：通过对比不同的实验条件，来研究它们之间的差异。
这种方法可以帮助我们找到最优的实验条件，并评估不同因素对实验结果的影响程度。
4. 模型实验法：通过建立模型来模拟复杂的物理现象，以便更好地理解和解释实验结果。
这种方法可以帮助我们预测实验结果，并探索新的研究方向。
5. 创新实验法：通过尝试新的实验方法、仪器或测量技术，来探索未知的领域。
这种方法需要创造性思维和勇于冒险的精神，能够产生颠覆性的结果和发现。
初中物理创新实验设计方案
初中物理创新实验设计方案一、实验名称：重力方向始终竖直向下的演示二、实验设计思路：“竖直方向”指的是与水平面垂直的方向，“重力方向始终竖直向下”就是指重力的方向在任何情况下都与水平面垂直，初中学生在学习和应用中由于认知和理解方面存在一些片面，容易把重力方向描述为“垂直向下”，特别是作在斜面上的物体所受的重力示意图的时候，很容易画成垂直于斜面向下，因此，如果能给学生演示出重力的方向始终与水平面垂直，学生就很容易理解和掌握“重力方向始终竖直向下”，基于这种教学需要，构想和设计出本实验。
三、实验目的：通过实验让学生正确理解和掌握重力方向始终竖直向下四、实验所用器材：方形水槽一个、有刻度的匀直木条一根、有孔金属小球一个、细线一根、合适的木板一个、合适的钉子两根、适量的水五、实验原理：木条在水的浮力作用下绕钉子转动，静止时的位置就是水平位置，悬挂金属球的细线的方向就是金属球所受重力的方向，如果细线与木条垂直，就是金属球所受重力方向与水平方向垂直，即重力方向竖直向下。
六、实验组装及操作步骤：（1）将匀直木条正中间打一小孔，孔略比钉子大一些，并尽量把孔打磨光滑。
（2）在木板适当高度的中央钉上一枚钉子，并将木条穿在钉子上，使木条能绕钉子在竖直面内自由灵活地转动。
（3）在木板上钉木条的钉子上方适当位置再钉一根稍长一些的钉子，在钉子上拴上用长度合适的细线穿起的金属球。
（4）将木板竖直放入方形水槽中，最好能和水槽固定在一起。
（5）在水槽中倒水，到水面在钉木条的钉子处为止。
（6）此时木条所处的位置就是水平位置，细线的方向就是小球所受重力的方向，很容易就能看出，细线与木条垂直，即小球所受重力方向竖直向下。
（7）将水槽放倾斜，木条在水的浮力作用下发生转动，静止后可以看出，木条的位置依然是水平位置，细线依然与木条垂直，即证明小球此时所受重力方向依然竖直向下。
（8）将水槽倾斜任意角度重复以上实验几次，每次细线都与木条垂直，即每次所受重力的方向都与水平面垂直，得出重力的方向始终竖直向下的结论。
关于物理创新实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景与目的随着科学技术的不断发展，物理实验在培养大学生创新思维、实践能力和科学素养方面发挥着越来越重要的作用。
为了更好地锻炼学生的实验技能，激发学生的创新意识，我们开展了本次物理创新实验。
本次实验旨在通过设计、搭建和调试一个新型实验装置，探索物理原理在实际应用中的创新实践，培养学生的动手能力、团队协作精神和创新能力。
二、实验原理与装置1. 实验原理：本实验以电磁感应原理为基础，通过设计一个具有创新性的实验装置，验证法拉第电磁感应定律，并研究电磁感应现象与相关物理量的关系。
2. 实验装置：实验装置主要由以下部分组成：- 电源：提供稳定的交流电源；- 金属棒：作为导体，在磁场中运动；- 磁场发生器：产生均匀磁场；- 电流表：测量感应电流；- 数据采集系统：记录实验数据；- 电脑：处理实验数据，绘制曲线。
三、实验步骤与过程1. 搭建实验装置：按照实验原理图，将电源、金属棒、磁场发生器、电流表、数据采集系统和电脑连接起来，确保各部分连接正确、牢固。
2. 调节实验参数：- 调节电源输出电压，使其在安全范围内；- 调节磁场发生器的磁场强度，使其达到预定值；- 调节金属棒与磁场发生器的距离，确保实验过程中金属棒在磁场中运动。
3. 进行实验：- 在金属棒运动过程中，通过数据采集系统实时记录感应电流的变化；- 改变金属棒的运动速度、磁场强度等参数，观察感应电流的变化规律。
4. 数据处理与分析：- 对实验数据进行整理和分析，绘制感应电流与时间、速度、磁场强度等参数的关系曲线；- 根据实验结果，验证法拉第电磁感应定律，并研究电磁感应现象与相关物理量的关系。
四、实验结果与分析1. 实验结果：- 实验结果表明，感应电流与金属棒的运动速度、磁场强度等因素密切相关；- 当金属棒运动速度增加、磁场强度增大时，感应电流也随之增大。
2. 结果分析：- 通过实验，我们验证了法拉第电磁感应定律的正确性；- 同时，我们发现了电磁感应现象与相关物理量的关系，为电磁感应在实际应用中的创新实践提供了理论依据。
高中物理教学中的创新实验设计
高中物理教学中的创新实验设计高中物理教学是培养学生科学素养的重要环节之一，实验是提高学生动手能力和实际操作能力的有效途径。
为了激发学生的学习兴趣和培养学生的实验设计能力，我们可以在物理教学中引入创新实验设计。
本文将探讨高中物理教学中的创新实验设计方法和意义。
一、创新实验设计方法创新实验设计是指在传统实验教学基础上，引入新的思维方式和实验内容，以培养学生的创新意识和实践能力。
在高中物理教学中，创新实验设计可以遵循以下方法：1.培养学生的问题意识：引导学生从实际生活中发现问题和疑惑，以此为出发点进行实验设计。
通过提出问题，鼓励学生主动思考和探索解决方案。
2.开放式实验设计：允许学生自由选择实验的目标、方法和步骤，鼓励他们尝试不同的实验方案，并提供必要的指导和支持。
3.结合跨学科内容：将其他学科的知识和技能引入物理实验设计中，例如数学、化学、计算机等。
通过跨学科的实验设计，能够培养学生的综合素养和创新能力。
4.合作学习：鼓励学生在小组中合作完成实验设计和实验操作，培养学生的团队合作能力和学习交流能力。
5.评价和反思：引导学生对实验设计和实验过程进行评价和反思，帮助他们发现不足之处并提出改进方案。
二、创新实验设计的意义创新实验设计对高中物理教学具有重要的意义：1.培养学生的实践能力：创新实验设计能够提高学生的实际操作能力和动手能力，使他们能够更好地理解和应用物理知识。
2.激发学生的学习兴趣：通过引入新颖的实验内容和设计方法，创新实验设计可以激发学生的学习兴趣，增加他们对物理学科的喜爱程度。
3.培养学生的创新意识：创新实验设计可以培养学生的创新意识和创新能力，帮助他们发现问题和解决问题的能力，为将来的科学研究奠定基础。
4.促进学生的综合素养：在创新实验设计中引入跨学科的内容，可以促进学生的综合素养发展，培养他们的跨学科思维能力和综合应用能力。
5.提高学生的合作能力：在小组合作的环境下进行创新实验设计，可以培养学生的团队合作能力和交流能力，培养他们的互助精神和合作意识。
物理创新性实验的六大设计原理
作者简介 李松岭 (1958 年出生) ,男 ,江苏徐州人 ,徐州师范大学物理系副教授 ,教学论硕士生导师. 主要从事教学论和物理实验研究 , 已 发表学术论文 48 篇 ,出版教材和论著 6 部 ,完成江苏省教委科研课题 2 项 、校级科研课题 8 项.
20 物理与工程 Vol . 17 No . 6 2007
6 革和物理创新 实验设计中创新性较高的原理 , 物理变换原理分 为 : (1) 静 Ω动变换 ; (2) 水平 Ω竖直变换 ; (3) 平 面 Ω立体变换 ; ( 4) 放大 Ω缩小变换 ; ( 5) 分立 Ω 一体变换等.
物理创新实验设计示例 :普通高中课程标准 实验教科书 (物理) 选修 3 —2 ,北京 :人民教育出版 社 ,2004 年版 , 第 31～32 页上有这样一个电磁感 应实验 ,教材中的实验方案是把一个条形磁铁用 一根细弹簧悬挂起来 , 把条形磁铁竖直向下拉离 平衡位置后释放 , 条形磁铁上下振动经过很长时 间后才慢慢的停下来 , 当让正在上下振动的磁铁 从一个闭合线圈中穿来穿去时 , 发现磁铁很快就 停止了振动 ,说明这是电磁感应的结果. 但是当我 们按教材上的这个实验方案做实验时发现放与不 放闭合线圈对于正在振动的磁铁都是上下振动经 过较长时间后才慢慢的停下来 , 观察不到当让正 在上下 振 动 的 磁 铁 从 一 个 闭 合 线 圈 中 穿 来 穿 去 时 ,磁铁很快就停止了振动的现象. 经过对这个实 验进行全面分析找到了实验失败的原因是条形磁 铁的质量太大 , 其电磁感应所产生的阻尼能量与 磁铁的振动能量相比显得太小 , 电磁感应所产生 的对磁铁的阻尼作用不明显. 这个实验中 , 闭合线 圈的质量比磁铁的质量小得多得多 , 我们运用物 理变换原理中的动 Ω静变换 , 教材上的方案是磁 铁振动 ,闭合线圈静止不动. 我们对此进行物理变 换 ,让磁铁竖直立在桌面上静止不动 , 而让闭合线 圈悬挂在细弹簧下面上下振动 , 结果发现不放磁 铁单让闭合线圈上下振动时 , 闭合线圈振动很长 时间才慢慢地停止下来 , 而放上磁铁让上下振动 的闭合线圈从磁铁周围穿来穿去时 , 发现闭合线 圈 很快 就停 止了 振动 ,电磁感应的实验现象非常
高中物理创新实验设计与制作
高中物理创新实验设计与制作在高中物理教学中，实验是提高学生实践能力和科学思维能力的重要环节。
传统的物理实验往往局限于教材中的实验内容，实验设计创新度不高，缺乏足够的挑战性和探索性。
为了激发学生的兴趣，提升实验教学的效果，本文将介绍一些创新的高中物理实验设计与制作方法。
实验一：利用光电效应测量晶体管的放大倍数实验目的通过测量晶体管的放大倍数，了解晶体管的工作原理，并掌握利用光电效应测量物理量的方法。
实验原理晶体管是一种半导体器件，其放大倍数是其重要参数之一。
利用光电效应可以实现物理量的测量，即通过光电效应产生的光电流与所照射光强的关系，可以测量晶体管的放大倍数。
实验步骤1. 准备实验所需材料和仪器，包括晶体管、光源、光电流表等。
2. 按照实验室安全规范，搭建实验装置。
将晶体管与光源连接，将光电流表连接到晶体管的输出端。
3. 调节光源的强度，记录不同光强下的光电流。
4. 根据测得的数据，绘制光强与光电流的关系曲线，并利用曲线确定晶体管的放大倍数。
实验结果根据实验数据绘制的光强与光电流关系曲线如下图所示：光强与光电流关系曲线根据曲线拟合得到晶体管的放大倍数为100。
实验利用光电效应测量晶体管的放大倍数，可以通过光强与光电流的关系曲线得到准确的放大倍数，可以帮助我们了解晶体管的工作原理。
实验二：利用磁滞回线测量磁铁的磁化强度实验目的通过测量磁滞回线，了解磁铁的磁化强度和磁化过程，并学习利用磁滞回线来测量物理量的方法。
实验原理磁滞回线是磁性材料在外磁场作用下，磁化强度随磁场变化的曲线。
通过测量磁滞回线的形状和面积，可以得到磁铁的磁化强度和磁化过程。
度计等。
2. 将磁场强度计放置在磁铁附近，并调节磁场强度。
3. 记录不同磁场强度下的磁铁磁化强度。
4. 根据测得的数据，绘制磁滞回线，并根据磁滞回线的面积确定磁铁的磁化强度。
实验结果根据实验数据绘制的磁滞回线如下图所示：磁滞回线根据磁滞回线的面积计算得到磁铁的磁化强度为200A/m。
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的) 上 ,调节投影仪的物距使头发丝和刻度尺在屏 幕上成清晰的像 , 再用一把刻度尺分别测出头发 丝在屏上的像的直径 D 和刻度尺 1cm 在屏上的 长度 L ,由 L 可以算出投影的放大倍数 N , 则被测
头发丝的直径
d=
D N
.
5 物理模拟原理
物理模拟原理是某些物理现象 、物理过程或 物理规律 A 不容易或不可能直接显示出来 , 经过 物理原理模拟后把它们可靠和容易地显示出来.
作者简介 李松岭 (1958 年出生) ,男 ,江苏徐州人 ,徐州师范大学物理系副教授 ,教学论硕士生导师. 主要从事教学论和物理实验研究 , 已 发表学术论文 48 篇 ,出版教材和论著 6 部 ,完成江苏省教委科研课题 2 项 、校级科研课题 8 项.
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别测 出
S1
和 S2 , 发现 S1
=
1 2
S2 ;
(6)
由 S1
=
1 2Байду номын сангаас
a1 t21
和S2
=
1 2
a2 t22
得 a1
a2
=
S1 S2
=
1 2
, 实验发现在
小车所受拉力一定的条件下 , 小车运动加速度跟
其本身的质量成反比.
3 物理比较原理
物理比较原理是若实验条件 N 相同 , 有某物 理现象或物理规律 K 相同 ; 若条件 N 不同 , 有某 物理现象或物理规律 K 不同 , 则说明实验条件 N 是某物理现象或物理规律 K 的相关因子.
物理创新实验设计示例 :显示跨步电压的实 验. 在物理教材中讲到当高压电线搭在地面上后 , 在以落地点为圆心的地面一个相当大区域内形成 了无数条不同电势的等势线 , 在不同等势线之间 就存在跨步电压. 如果在高压电线落地点附近的 区域内站着一个人 ,当这个人两脚并拢时 , 虽然这 个人处在一个较高的电势上 , 因为这个人是一个 等势体没有电流流过人体 , 所以这个人是安全的 , 但当这个人两脚分开站在地面上时人就很危险 , 因为这时在人两脚间就会形成跨步电压 , 就有电 流流过人体. 要真实地把这个物理现象显示出来 是很危险的 ,也是不允许的 , 所以在进行跨步电压 教学时通常都不做实验.
S2 ,发现
S1
= 2S2 ; ( 3)
由
S1
=
1 2
a1 t21
和
S2
=
1 2
a2 t22
得 a1
a2
=
S1 S2
=
2 1
, 实验发现在小车质量一定
的条件下 , 小车运动加速度与受的外力成正比 ;
(4) 让两个小车受的拉力相同 ,并让 M1 = 2 M2 ,使
两个小车同时运动同时停止 , 即 t1 = t2 ; ( 5) 再分
Abstract Six design p rinciples of t he innovative p hysics experiment s are deduced o n t he basis
of fo stering t he innovative talent s. Key Words innovative p hysics experiment ; design p rinciple
19 物理与工程 Vol . 17 No . 6 2007
物理实验
物理创新性实验的六大设计原理
李松岭1 李明雪2 (1 徐州师范大学物理系 ,江苏 徐州 221116) (2 中国矿业大学理学院 ,江苏 徐州 221008)
(收稿日期 : 2007203221)
摘 要 以培养创新性人才为先导 ,演绎物理创新实验的六大设计原理. 关键词 物理创新性实验 ;设计原理
D
=
L N
.
对于一 根 较 长 的 头 发 丝 这 个 实 验 方 案 可
以用 ,但是对于一根很短的头发丝这个实验方案
就行不通了 ,因为头发丝太短不可能绕在铅笔上.
21 物理与工程 Vol . 17 No . 6 2007
用物理创新实验设计的物理放大原理进行创新设
计 ,利用光学放大原理 ,把待测的头发丝和一把最 小分度值为 1mm 的透明直尺 (学生常用的直尺都 可用) 同放在同一台书写投影仪 ( 中小学最常用
1 物理平衡原理
物理平衡原理是已知 A , 现求 B , B 不易直接 求 ,让 B 与 A 平衡 , 则可巧妙地求 B . A 和 B 代表 物理现象 、物理过程或物理量 ,这里的平衡可以是
力平衡 、热平衡 、电磁平衡等. 物理创新实验设计示例 :在物理教学中 , 测定
大气压强通常都是用托里拆利实验 , 托里拆利实 验存在两大问题 :一是实验难度大 , 当向托里拆利 管中装水银时 ,由于管很细水银容易洒出管外 , 并 且容易混进气泡 ,增大实验误差 ;二是要用水银做 实验 ,水银是有毒的液体 ,水银蒸气对人身体危害 较大 ,使实验不安全.
分别用天平测出注射器活塞的质量和所挂钩码的
质量 ; (7) 分析注射器活塞受力 , 受竖直向上的大
气压力 p0 S ,受竖直向下活塞的重力 G1 和钩码对 它向下的拉力 F (钩码向下的拉力 F 等于钩码所
受的重力 G2 ) ; ( 8) 根据力平衡有 p0 S = G1 + G2 ,
即 p0
=
G1
利用物理平衡原理设计用注射器来测定大气 压强 : (1) 把注射器的活塞推到底 , 把注射器里的 空气全部压出去 ; ( 2) 用橡皮塞把注射器的出液 口封住 ; ( 3) 把注射器出液口朝上 , 活塞朝下 , 并 用铁架台把注射器外筒固定 ; ( 4) 用耐拉力的细 线拴住注射器的活塞推柄 , 并拴一个挂钩 ; ( 5) 向 挂钩上挂钩码 ,逐渐加大钩码质量 , 直至注射器活 塞在钩 码 的 拉 力 和 大 气 的 压 力 之 下 微 微 向 下 滑 动为止 ; (6) 用游标卡尺测出注射器活塞的直径 ,
4 物理放大原理
物理放大原理是若物理现象 、物理过程不明
显或物理量 A 太小不易测量 ,可以进行物理放大 , 使物理现象 、物理过程明显 , 使物理量 A 容易测 量. 物理放大有力学放大 、光学放大 、电磁放大 、热 学放大和叠加放大等多种方案.
物理创新实验设计示例 :不用游标卡尺和螺 旋测微器测一根头发丝的直径 , 常规实验是把一 根头发丝单层密绕在一根铅笔上 , 测出铅笔被绕 的长度 L 和绕的圈数 N , 则这根头发丝的直径
+ S
G2
, 即可测定大气压强
p0 .
这个创新实验一举打破了传统实验方案 , 既
简明 、准确 ,又安全可靠 ,具有很强的创新性 、实用
性和推广性.
2 物理转换原理
物理转换原理是已知 B = f ( A) ,现要测 B ,但 B 不易测 ,利用 B = f ( A ) 把测 B 转换为测 A , 由 B = f ( A) 可得 B .
创新实验设计 :在这个实验中影响液体水平 喷射距离 S 的有液体出口的喷射速度 V 和液体喷 出后的下落时间 t 两个因素 , 想法固定液体喷出 后的下落时间 t 这个因素 , 在 t 相同的条件下 , 孔 越低 ,液体从小孔中喷出的水平抛射距离 S 越远 , 则一定说明液体出口的喷射速度 V 越大 , 并说明 液体内部越深其压强越大. 我们可以同时分别在 各个小孔下方相同距离处加上水平板面 , 让各小 孔喷出的液体都下落相同的时间 , 实验发现不论 在柱型容器的什么位置打小孔 , 一定有孔越低 , 液 体从小孔中喷出的水平抛射距离 S 越远的实验结 果 ,从而彻底解决了这个实验原来一直存在的逻 辑混乱.
SIX DESIGN PRINCIPL ES OF THE INNOVATIVE PHYSICS EXPERIMENTS
Li Songl ing1 Li Mingxue2
( 1 Depart ment of Physics , Xuzhou Normal Universit y , Xuzhou ,Jiangsu , 221116) ( 2 Instit ute of Science , China Universit y of Mining and Technology , Xuzhou ,Jiangsu , 221008)
物理创新实验是指打破传统物理实验原理 , 改革传统物理实验方案 ,简约物理实验器材 ,优化 物理实验效果 ,具有创新因子的物理实验. 物理创 新实验的内涵聚焦在物理实验全新设计 、物理实 验原理创新 、物理实验方案创新 、物理实验器材创 新和物理实验教学创新五个维度上. 物理创新实 验要打破常规 ,发散思维 ,突出创新 ,所以没有固 定的模式和万能的方法. 但是物理创新实验的设 计又有其规律性 ,从物理创新实验设计的六个层 面上试探性地提炼归纳出物理创新实验的六大设 计原理.
物理创新实验设计示例 :牛顿第二定律实验 , 要通过实验得出 F = M a , 物体的加速度 a 不容易 测量. 在传统的实验方案中要用打点计时器来测 量加速度 a ,这样既繁杂 , 误差又大. 创新设计 :用 双车法把要测加速度 a 转换为测位移 S . (1) 让两 个小车的质量相同 ,并让 F1 = 2 F2 , 使两个小车同 时运动同时停止 , 即 t1 = t2 ; ( 2) 分别测出 S1 和