解析物理实验中的设计性实验

发表时间：2010-07-14T14:44:32.950Z 来源：《魅力中国》2010年3月第3期作者：武文昌

[导读]

（河北望都中学，河北望都 072450）

中图分类号： F713.8 文献标识码： A 文章编号：1673-0992（2010） 03-128-02

摘要：所谓设计性实验，是指在学生掌握基本实验原理的基础上，应用基本测量仪器自行设计实验方案的实验，设计性实验命题的考查内容，涉及到对实验原理的再认识和加工，实验方案的确定。

关键词：设计性实验；基本思路；基本方法

设计性实验，就是题目要求学生运用学过的实验方法，自行设计一个新的实验方案，它要求学生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法以及分析实验误差等。主要考查学生是否理解实验原理和实验仪器的使用，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情况下迁移知识的能力。设计性实验对学生的能力要求较高。

一、设计实验的基本思路

1.依据问题的要求、条件，联想相关的实验模型。

2.确定实验原理，筛选实验方案。

3.确定所要测量的物理量及实验步骤，选择实验器材。

4.做好数据处理、误差分析。

二、实验设计的基本方法

（一）明确目的，广泛联系

题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，是实验设计的出发点。实验目的明确后，应用所学知识，广泛联系，看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过，与哪些物理现象有关，与哪些物理量有直接的联系，这些都是应首先分析的，以此来确定实验的原理。

（二）选择方案，简便精确

对于同一个实验目的，都可能存在多种实验原理，进而形成多种可供选择的设计方案。一般来说，依据不同的实验原理选择不同的实验方案主要遵循五条原则：

1．科学性：设计的方案应有科学的依据及正确的方案。

(1)方案中所依据的原理应遵循物理规律，且要求选用的规律简明、正确。

(2)方案中所安排的步骤应有合理的顺序，其操作符合实验规则要求。

(3)方案中进行数据处理及误差分析应依据科学的研究方法。

2．安全性：按设计方案实施时，应安全可靠，不会对仪器、器材造成危害。

(1)选用器材时，应考虑仪器、器材性能及量值的要求。

(2)设计方案时，应安排保护措施。

3．精确性：实验误差应控制在误差允许范围之内，尽可能选择误差较小的方案。

(1)在安装器材时或使用仪器之前，应按实验要求对器材、仪器精心调整。

(2)选用合适的测量工具及合适的量值范围，使之与被测数值相匹配。

(3)针对试验中可能出现的因操作而带来的偶然误差，往往多次重复实验，获取多组实验数据、结果，以备选取有效信息、数据。

(4)设计合理的数据处理方式。

4．简便性、直观性：设计实验应便于操作、读数，便于进行数据处理，便于实验者直观、明显地观察。

5．节约性原则：即方案实施中，要考虑成本及仪器的损耗等等。如：滑动变阻器，当限流和分压都行时，要选取限流接法。

（三）依据方案，选定器材

实验方案选定后，考虑该方案需要哪些装置，被测定量与哪些物理量有直接的定量关系，分别需用什么仪器来测定，以此来确定实验所用器材。

（四）拟定步骤，合理有序

实验之前，要做到心中有数：如何组装器材，哪些量先测，哪些量后测，应以正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤。

（五）数据处理，误差分析

高考对此要求不高，但常用的数据处理方法(如：平均法、图象法、描迹法、比较法等)和误差分析方法(如绝对误差、相对误差等)还是应该掌握的，在设计实验时也应予以考虑。

三、设计实验的主要思想方法

高考设计实验在设计思想、原理、方法和技巧上不断创新，试题在设计上的变化主要有以下几种类型：

1.模拟法

在进行物理研究时，有时受客观条件的限制，无法对某些自然现象进行实验，此时，我们人为地创造一定的条件和因素，使之与自然现象有一定的相似特征，从而在模拟的情况下进行实验。如：

(1)我们可利用易测量的电流场模拟静电场方便地进行研究。

(2)雨后天空出现彩虹现象，我们可以用棱镜对光的色散来模拟彩虹，从而达到研究的目的。

2.转换法

将对一个物理量（不易测）的测量转化为对另一物理量（易测）的测量，这种转化方法称为转换法。转换法在高中物理实验中应用比较广泛。如：

物理实验设计的基本方法

物理实验设计的基本方法导读：本文是关于物理实验设计的基本方法，希望能帮助到您！物理学是一门实验科学，而我们目前的物理教学，基本上是停留在关于物理学的知识系统的归纳和理论体系的阐述上，就连物理实验本身的教学，也是按教材的分析按部就班地进行纯理论的讲解．其弊端是显而易见的，如果考查的实验不是教材所限的实验呢？一、实验设计教学的必要性１９９６年上海高考第四（５）题要求测定陶瓷管上均匀电阻膜的厚度，就属于设计型实验．但由于题目给出了全部实验器材和所有相关量，使实验定位在电阻或电阻率的测定上，又大大降低了实验难度，只属于局部设计型实验．无论命题者出于何种考虑，设计型实验毕竟半遮半掩地出现了，这多少给教学工作者提了个醒．１．从小处着眼，加强实验设计教学上海作为高考改革的试点城市，其成功的改革将为全国高考提供可能的改革方向，甚至一些新颖的题型和情境，都可能为全国高考所借鉴．如１９９６年全国高考第２１题就是从１９９５年上海高考第一（５）题脱胎而来的．无疑上海高考关于实验设计的考查是又一个成功的改革举措，极有在全国推广的价值．而物理《考试说明》中要求“会用在这些实验中学过的实验方法”，也为实验设计的考查在全国的推广提供了可能．

２．从大处着眼，加强实验设计教学著名核物理学家钱三强先生在为郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》所作的序中，曾严厉指出：“今天我们科学界有一个弱点，这就是思想不很活泼，这也许跟大家过去受的教育有一定关系……”我们常常教育学生“应该……”“必须……”；我们的考试题目常常不惜笔墨描述背景、附加条件，最后只有一个小小的空格“是……”．这样培养选拔出来的人才在学校是好学生，步入社会是好职员，大脑中只是机械地跳动着两个问题：“你要我做什么？你要我怎么做？”工作常常：“完成”的相当漂亮，但思想僵化，毫无创见．这正是我们的悲哀！长期以来的这种教育选拔模式，致使我们现在仍只能在很羞涩地提到几个美籍华人时才有一种借来的荣光与自豪！思想不活跃，是因为我们给了学生太多的“必须”的限制；思想僵化，是因为我们留给学生太少的“可能”的余地．实验设计的教学，正是活跃思想，培养能力的一种好方法，授以实验的基本方法，让学生自己去考虑有哪些可能的做法，自己会怎么做．二、实验设计的基本方法１．明确目的，广泛联系题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，是实验设计的出发点．实验目的明确后，应用所学知识，广泛联系，看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过，与哪些物理现象有关，与哪些物理量有直接的联系．对于测量型实验，被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示；对于验证型实验，在相应的物理现象中，怎样的定量关系成立，才能达到验证规律的目的；对于探索型实验，在相应的物理现象中，涉及哪

深基坑工程设计内容教学内容

深基坑工程设计内容（1）基坑支护结构设计的极限状态基坑支护结构设计应满足两种极限状态的要求： 1)承载能力极限状态基坑工程的承载能力极限状态要求不出现以下各种状况： ①支护结构的结构性破坏——挡土结构、锚撑结构折断、压屈失稳，锚杆的断裂、拔出，挡土结构地基基础承载力不足等使结构失去承载能力的破坏形式。 ②基坑内外土体失稳——基坑内外土体整体滑动，坑底隆起，结构倾倒或踢脚等破坏形式。 ③止水帷幕失效——坑内出现管涌、流土或流砂。 2)正常使用极限状态基坑的正常使用极限状态，要求不出现以

下各种状况： ①基坑变形影响基坑正常施工、工程桩产生破坏或变位；影响相邻地下结构、相邻建筑、管线、道路等正常使用。 ②影响正常使用的外观或变形。 ③因地下水抽降而导致过大的地面沉降。（2）基坑支护结构的设计内容 ①支护结构体系的选型及地下水控制方式。 ②支护结构的强度和变形计算。 ③基坑内外土体稳定性计算。 ④基坑降水、止水帷幕设计。 ⑤基坑施工监测设计及应急措施的制定。 ⑥施工期可能出现的不利工况验算。以上设计内容，可以分成三个部分。其一是支护结构的强度变形和基坑内外土体稳定性设计；其二是对基坑地下水的控制设计；其三是施工监测，包括对支护结构的监测和周边

环境的监测。软土地区的深基坑坑底以下土层较软，加固坑内被动区土体，可减小支护桩入土深度、基坑变形。加固范围由计算或类似工程经验确定。加固的方法常用喷射注浆、深层搅拌。深层搅拌局部加固的形式如图 2.2.3 所示。图2.2.3 深层搅拌局部加固的形式5、基坑工程设计依据基坑工程设计时，首先应掌握以下设计资料(即设计依据)： ①岩土工程勘察报告。区别基坑工程的安全

公共设施设计的原则

公共设施设计的原则目录 ?（一）易用性原则 ?（二）安全性原则 ?（三）系统性原则 ?（四）审美性原则 ?（五）独特性原则 ?（六）公平性原则 ?（七）合理性原则 ?（八）环保性原则（一）易用性原则 “一个商品售货员将饼干扔在你的脚下，而你不得不弯下腰将摔碎的商品捡起——毫无疑问，这种情况下，你十之八九会非常生气并将你的愤怒表达出来，但自动售货机这样做的时候，…..。”很明显，很多具有明确产品属性的公共设施设计缺乏“可以被人容易和有效使用的能力。”我们有时不得不在自动取款机前等待前面的老人一遍有一遍的重复错误操作，而无法施以援手。这就是公共设施缺乏易用性所造成的困扰。易用性（Usability）通俗的讲就是指“（产品）是否好用或有多么好用”。它是就有明确使用功能的公共设施设计时必须考虑的原则性问题，比如垃圾桶开口的设计就既要考虑到防水功能，又不能因此使垃圾投掷产生困难，或是人们在使用自动取款机时，如何可以不再使用容易忘记的密码确认方式，如何可以在操作完成后记得取回银行卡。这些都是公共设施设计时应该考虑的易用性原则。（二）安全性原则笔者曾在公共设施设计专题课程中向学生提问过这样一个问题：“如果儿童在广场中玩耍时不慎被某些公共设施所伤害（如公共座椅的金属扶手、公共电话亭侧面挡板边沿），那么，这种意外伤害的责任较多的应归咎于设计者，还是使用者（这里特指儿童）呢？”多数学生认为责任应是儿童的玩耍调皮或父母缺少看护造成，只有少数学生认为是设计师的设计疏漏所引起的，笔者赞同少数学生的观点。作为设置与公共环境中的公共设施，设计时必须考虑到参与者与使用者可能在使用过程中出现的任何行为，儿童的天性就是玩耍嬉闹，这是不能改变的，而能改变的是以儿童身高作为一个尺度，低于此高度的公共设施均应考虑到其材料、结构、工艺及形态的安全性，在设计伊始便尽量避免对使用者所造成的安全隐患，这就是公共设施设计的安全性原则。（三）系统性原则通常情况下，在公共休息区内，或在公共座椅的周围应设置垃圾桶，而垃圾桶的数量应于公共座椅的数量向匹配，太多会造成浪费，而太少则会诱使随意丢弃垃圾的行为。可见，公共座椅与垃圾桶之间存在着某种匹配关系。再如健身设施周围相对集中的公共照明设施，便起

大学物理实验设计性实验方案

普通物理实验设计性实验方案实验题目：简单显微镜的设计班级：物理学2011级（2）班学号：2011433175 姓名：唐洁指导教师：陈广萍凯里学院物理与电子工程学院2013 年3月

简单显微镜的设计要求： 1. 了解显微镜的基本光学系统及放大原理，以及视觉放大率等概念； 2. 学会按一定的原理自行组装仪器的技能及调节光路的方法； 3. 学会测量显微镜的视觉放大率； 4. 简单显微镜的放大率为31.8； 5. 物镜与目镜之间的距离为24cm ，即光学间隔为1 6.6cm 。序言显微镜是最常用的助视光学仪器，且常被组合在其他光学仪器中。因此，了解并掌握它的构造原理和调整方法，了解并掌握其放大率的概念和测量方法，不仅有助于加深理解透镜的成像规律，也有助于正确使用其他光学仪器。一、实验原理（一）、光学仪器的视觉放大率显微镜被用于观测微小的物体，望远镜被用于观测远处的目标，它们的作用都是将被观测的物体对人眼的张角（视角）加以放大。显然，同一物体对人眼所张的视角与物体离人眼的距离有关。在一般照明条件下，正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为 0.05～0.07mm 的两点。此时，这两点对人眼所张的视角约为/1，称为最小分辨角。当微小物体（或远处物体）对人眼所张视角小于此最小分辨角时，人眼将无法分辨，因而需借助光学仪器（如放大镜、显微镜、望远镜等）来增大物体对人眼所张的视角。这是助视光学仪器的基本工作原理，它们的放大能力可用视觉放大率Γ表示，其定义为 w w tan tan / =Γ （1）式中，w 为明视距离处物体对眼睛所张的视角，/w 为通过光学仪器观察时在明视距离处的成像对眼睛所张的视角。（二）、显微镜及其视觉放大率最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。其中，物镜的焦距很短，目镜的焦距较长。它的光路如图所示，图中的o L 为物镜（焦点在o F 和/o F ）,其焦距为o f ；e L 为目镜，其焦距为e f 。将长度为1y 的被观测物AB 放在o L 的焦距外且接近焦点o F 处，物体通过物镜成一放大的倒立实像//B A (其长度为2y )。此实像在目镜的焦点以内，经过目镜放

创新物理小实验的设计思想

初中创新物理小实验的设计思想镇江市江滨中学物理组物理组一、物理实验设计要具有挑战性：挑战性不仅表现在给学生视觉的冲击，更重要的是引起学生的思考案例一：引言：奇妙的物理世界实验设计：气流的变化。怎样把燃烧的蜡烛火焰吹灭？推荐理由：一般来说物体能挡住气流。但是，物体的形状对气流是有影响的。当在燃烧的蜡烛前面放一个方形的物体可以挡住气流、而换一个圆形的物体把蜡烛吹灭的时候，学生表现出来的惊奇是一种学习物理的享受。案例二：对物体做功，物体的内能增加、温度升高实验设计：压缩气体做功内能增加、温度升高。推荐理由：压缩空气做功，空气的内能增加、温度升高。学生一般只知道结论，没有体验。我用打气筒有气嘴一端叫学生用手堵住，老师快速打气，这时气体的温度可能有上百摄氏度，对学生来说不仅是感觉的刺激，更重要的是引起学生的思考。接着，将温度计放在气嘴上用多媒体投影到光屏上，温度计的度数随打气而上升。

案例三：受力面积越大、压强越小实验设计：探究：一个鸡蛋能承受多大的压力。推荐理由：大家都知道：鸡蛋碰石头。可是，一个鸡蛋能承受20千克力左右，学生不一定能想到。当一个人站在四只鸡蛋上，鸡蛋没有碎；而鸡蛋轻轻一敲就碎时，一定能激发学生的思考，对学生理解压强的概念是有帮助的。二、物理实验设计结果要在意料之外、情理之中：“情理”--------指物理的道理和自然之美案例一：水蒸发吸热有致冷作用实验设计：为什么纸不能燃烧？用二个餐巾纸团沾上酒精燃烧后，一个纸团烧成灰烬、另一个纸团酒精燃烧完后餐巾纸却完好无损。（这个餐巾纸团是用水浸润过的）推荐理由：蒸发吸热有致冷作用，日常生活很常见。但是，“神5飞船”返回舱在进入大气层时是一团火球、而里面的人却安然无恙，学生是知道其中道理的，但是学生没有直接的体验。当学生看到一个纸团是烧成灰烬、而另一个纸团却完好无损时，学生的感受只有二个字-----惊讶！案例二：比热容概念的教学实验设计：等质量的铅和水加热后，体验温度的变化。推荐理由：比热容是一个很抽象的概念，学生不能理解物质有一种性质------热的容量。当等质量的铅块和水加热几分钟以后，水可以用手摸一摸，感受温度的变化；而铅块却不能用手摸，这时铅块的温度可以点燃火柴。强烈的对比必然引起学生积极地思考。三、物理实验设计要注意学生的参与性：课堂教学的生命力就在于-------师生融为一体

设计性物理实验-黑盒子实验

西北工业大学设计性基础物理实验报告班级：11051401 姓名：日期：2016.05.06 黑盒子实验一、实验目的 1、学习使用示波器对黑盒子中电学元件进行判别及估算； 2、培养设计检测步骤和综合分析推理的能力。二、实验仪器（名称、型号及参数） TDS1001B波形输出器示波器电阻箱电容箱导线黑盒子三、实验原理黑盒子里的元件可能是干电池、定值电阻、电容器、半导体二极管、电感器等，各元件链接在接线端，元件之间可能是并联、串联。使用如下电路图：信号发生器输出正弦波信号电压输入；R0取适当值；CH1测量取样电阻箱两端电压；CH2检测信号发生器输出电压；虚线框内的i\j表示黑盒子面板上的接线柱，实验观测中i端对应信号发生器输出正端。假设信号发生器输出正弦波信号幅度为A0、频率为f，各元件检测判断过程如下： 1.电阻元件示波器CH1通道显示U R为正弦波，幅度A< A0，若f变化A不变。 2.电容示波器CH1通道显示U R为正弦波，幅度A< A0，若f变化A也变化，且f和A同变

化。 3.电感示波器CH1通道显示U R为正弦波，幅度A< A0，若f变化A也变化，且f和A变化不同步。 4.二极管示波器CH1通道显示U R为半波，并可由脉冲向上还是向下判断二极管的正负极。 5.电池先用示波器判断有无电池，此时示波器为直流。四、实验内容与方法黑盒子1 黑盒子1有四个接线柱，每两个接线柱之间最多连接一个元件，盒内三个元件可能是电池、电阻、电容、电感或半导体二极管。按一定顺序连接各个接线柱，用示波器测量信号发生器和取样电阻箱两端电压，记录示波器波形；调节信号发生器频率，观察记录A的变化。黑盒子2 黑盒子2内含有三个电磁学元件，组成三角形连接方式。接线柱1、2之间为X，接线柱2、3之间为Y，接线柱1、3直接为Z。按照与黑盒子1相同的方法确定各个接线柱之间的电磁学元件，之后测量三个电磁学元件的数值。将黑盒子内电阻与取样电阻串联可以测得黑盒子内电阻的数值；将黑盒子内电容与取样电容并联可以测得电感、电容的数值。五、实验数据记录与处理（列表记录数据并写出主要处理过程）黑盒子1 将测量接线柱1、2，调节示波器测量方式为直流，此时无现象，说明黑盒子内无电池。调解示波器测量方式为交流，测量接线柱两端：（显示均为正弦波） 1、2 CH2显示在1.68V左右，CH1显示在1.12V左右，高频低频下状态相同。 1、3

高中物理实验设计原则

高中物理实验设计原则 1实验的设计最初的高中物理实验手册对验证机械能守恒实验的设计，是让重锤连接一条纸带，纸带穿过竖直固定的电火花计时器的限位孔(如图1所示)，接通计时器电源，手提纸带从高处静止释放重锤，重锤和纸带一起加速下落，打点计时器在纸带上记录了重锤的运动情况．重复做多次试验，然后选择一条打点清晰的纸带(如图2所示)来研究重锤下落是否机械能守恒．重锤从静止开始下落，要求出减少的机械能mgh，首先要找到开始下落时的那个纸带上的那一个打点O点．设计者利用理论计算。所以把距离为2mm的两个打点的那一个点记做是静止下落的起始点O点．这样就可以用刻度尺测量出重锤下落的高度hOB，算出减少的机械能．再利用短时间内AC平均速度约等于B点的瞬时速度．实验分析从以上试验设计原理上去分析以上的实验设计，似乎都一一满足了．而且此实验设计简便，测量数据较少，数据处理也很方便，这样也同时提高了实验的精确性．只是实验中纸带下落过程受到打点计时器和空气的阻力，但重锤的重力远大于阻力．因此数次的实验结果也比较符合设计者的预想．粗略看来此实验的设计较为成功，但问题出在初始点O点的确定上，即2mm的推导上． 2实验的改进设计者为了避开因寻找起始点而犯的科学性错误，现行的物理实验手册中在处理纸带时，实验不再确定起始点，而是随机取了纸带中较为清晰的两点A、B(如图3所示)，验证重锤从A到B的过程中机械能是否守恒．实验要量出AB的距离，然后用短时间内平均速度约等于瞬时速度。实验分析实验的操作过程没有发生变化，只是在纸带打点处理上进行了改进，而改进后的实验没有了科学性错误，并且也是切实可行的．从实验设计原则上看都满足了七大原则，那这样的实验设计是不是完美了呢?不需要做任何的优化了呢?其实我们可以发现这实验设计也有它的缺陷存在．①实验至少需要测量三段距离，要计算两个瞬

大学物理设计性实验设计性实验报告

大学物理实验设计性实验 --电位差计测金属丝电阻率姓名：马野班级：土木0944 学号： 0905411418 指导教师：曹艳玲实验地点：大学物理实验教学中心

【实验目的】 1. 了解电位差计的结构，正确使用电位差计； 2掌握电位差的工作原理—补偿原理。 3能用电位差计校准电表和电阻率的测定。 4学习简单电路的设计方法，培养独立工作的能力。【实验原理】利用电位差计，通过补偿原理，来测定未知电阻和已知电阻两端的电压，利用分压原理，算出未知电阻的阻值，利用螺旋测微器和刻度尺测出电阻丝的长度和横截面积的直径，通过电阻率公式即可计算出电阻率。补偿原理在图1的电路中，设E 0是电动势可调的标准电源，Ex 是待测电池的电动势（或待测电压Ux ），它们的正负极相对并接，在回路串联上一只检流计G ，用来检测回路中有无电流通过。设E 0的内阻为r 0；Ex 的内阻为 rx 。根据欧姆定律，回路的总电流为：电位差原理如果我们调节E 0使E 0和Ex 相等，由(1)式可知，此时I =0，回路无电流通过，即检流计指针不发生偏转。此时称电路的电位达到补偿。在电位补 R R r r E E I g x x +++-= 00 图1 补偿原理 x

偿的情况下，若已知E 0的大小，就可确定Ex 的大小。这种测定电动势或电压的方法就叫做补偿法。显然，用补偿法测定Ex ，必须要求E 0可调，而且E 0的最大值E 0max ＞Ex ，此外E 0还要在整个测量过程中保持稳定，又能准确读数。在电位差计中，E 0是用一个稳定性好的电池（E ）加上精密电阻接成的分压器来代替的，如图2所示。图2中，由电源E 、限流电阻R 1以及均匀电阻丝RAD 构成的回路叫做工作回路。由它提供稳定的工作电流I 0，并在电阻RAD 上产生均匀的电压降。改变B 、C 之间的距离，可以从中引出大小连续变化的电压来，起到了与E 0相似的作用。为了能够准确读出该电压的读数，使用一个标准电池进行校准。换接开关K 倒向“1”端，接入标准电池E S ，由E S 、限流电阻R 2、检流计G 和RBC 构成的回路称为校准回路。把B 、C 固定在适当的位置（如图中的位置），设RBC =R S ，调节R 1（即调节I 0），总可以使校准回路的电流为零，即R S 上的电压降与E S 之间的电位差为零，达到补偿。图2 电位差计原理图 x

(物理实验)简单易学的55个科学小实验

筷子的神力思考：把一根筷子插入装着米的杯子中，然后将筷子上提，筷子会把米和杯子提起吗？材料：塑料杯一个、米一杯、竹筷子一根操作： 1、将米倒满塑料杯。 2、用手将杯子里的米按一按。 3、用手按住米，从手指缝间插入筷子。 4、用手轻轻提起筷子，杯子和米一起被提起来了。讲解：由于杯内米粒之间的挤压，使杯内的空气被挤出来，杯子外面的压力大于杯内的压力，摩擦力使筷子和米粒之间紧紧地结合在一起，所以筷子就能将成米的杯子提起来。瓶子赛跑思考：装有沙子和装有水的两个同等重量的瓶子从一个高度滚下来，谁先到达终点？材料：同等大小、重量相等的瓶子两个、沙子、水、长方形木板一块、两本厚书操作： 1、用长方形木板和两本书达成一个斜坡 2、将水倒入另一个瓶子中，将沙子倒入瓶子中 3、把两只瓶子放在木板上，在同一起始高度让两只瓶子同时向下滚动 4、装水的瓶子比装沙子的瓶子提前到达终点讲解：沙子对瓶子内壁的摩擦比水对瓶子内壁的摩擦要大得多，而且沙子之间还会有摩擦，因此它的下滑速度比装水的瓶子要慢。创造：将瓶子里的物质换一换，再让它们比比赛吧！带电的报纸思考：不用胶水、胶布等粘合的东西，报纸就能贴在墙上掉不下来。你知道这是为什么吗？材料：1支铅笔；1张报纸。步骤： 1、展开报纸，把报纸平铺在墙上。 2、用铅笔的侧面迅速地在报纸上摩擦几下后，报纸就像粘在墙上一样掉不下来了。 3、掀起报纸的一角，然后松手，被掀起的角会被墙壁吸回去。 4、把报纸慢慢地从墙上揭下来，注意倾听静电的声音。说明： 1、摩擦铅笔，使报纸带电。 2、带电的报纸被吸到了墙。 3、当屋子里的空气干燥（尤其是在冬天），如果你把报纸从墙上揭下来，就会听到静电的劈啪声。

1、建筑基坑工程安全管理规范

建筑基坑工程安全管理规范前言 1、基坑坍塌，往往会造成作业人员的群死群伤，是施工现场群死群伤三大危险源之一。 2、工程体量越来越大，基坑越来越深，地质条件越来越复杂。 3、一旦出事，除施工现场受影响外，往往殃及周边的建（构）筑物、管线、市政设施，危及周边居民的生命和财产安全，社会影响大。从全国和我区的安全看，致使基坑坍塌的因素有技术方面的，也有管理方面的。从技术角度来看，目前的工程勘察、设计、施工和验收规范都是齐全的，但对基坑工程而言，许多房建勘察、设计和施工队伍甚至工程安全监督机构对越来越大、越来越深、越来越多的基坑工程还是比较陌生的。因此，按照住建部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的要求，有必要将各地以前实施的五花八门的管理办法和程序统一到一个标准化的管理程序，对涉及工程的前期准备、勘察、设计、审图、专项施工方案的制定及审核批准、施工和监理、验收、监测等多个环节做出具体的规定，以堵塞可能出现的安全纰漏。只有管理到位，技术保障措施方可得到落实，基坑工程的安全方可得到保障。为此，广西壮族自治区住房和城乡建设厅委托广西壮族自治区建设工程质量安全监督总站，会同有关单位依据有关法律法规和技术标准，设置基坑工程的安全管理程序，制定本标准，以全过程各环节的安全措施保障基坑工程的安全。本标准是关于建筑基坑工程安全的管理标准。 1、范围本标准规定了建筑基坑（简称基坑）工程的术语和定义，规定了前期准备、勘察、设计、施工图审查、施工方案的制定及审核批准、施工和监理、验收、监测各环节的安全管理程序。本标准适用于工程地址在广西壮族自治区行政区域内，深度和危险程度符合住房和城乡建设部建质【2009】87号文件规定的房屋基坑和市政设施基坑和市政设施基坑的开挖、支护和降（止、排）水。对建筑基坑工程的安全管理，除应符合本标准的规定外，尚应符合国家现行法律法规和技术标准的规定。 2、规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB50007建筑地基基础设计规范 GB50021岩土工程勘察规范 GB50202建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50300建筑工程施工质量验收统一标准 GB50330建筑边坡工程技术规范 GB50497建筑基坑工程监测技术规范 JGJ72高层建筑岩土工程勘察规程 JGJ120建筑基坑支护技术规程住房和城乡建设部建质【2009】87号危险性较大的分部分项工程安全管理办法 DBJ/T45-002广西岩土工程勘察规范 3、术语和定义 3.1建筑基坑为进行建（构）筑物基础或地下室施工所开挖的坑或槽。 3.2深基坑开挖深度达到或超过5m，或开挖深度不足5m但现场工程地质条件、周边环境和地下管线复杂，开挖后严重影响毗邻建（构）筑物、地下管线和道路安全的基坑。 3.3周边环境基坑开挖影响范围内包括既有建（构）筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体及地下水体的统称。 3.4基坑工程为营造安全并适合于建筑工程施工的基坑，所进行的支护结构施工和挖除基坑范围内土体的工程。

初中物理单元作业设计原则.doc

单元作业设计是在单元知识学习结束后，对各节凌乱的知识进行系统研究，形成知识的网络化和系统化，使课内知识与课外的拓展相结合，识记与探究相结合，动脑与动手相结合的综合性作业设计，对检验学习成果及检测能力的提高有着重要的作用。因此单元作业的设计应遵循以下原则：一、以新的物理课程标准为准则。新物理课程标准的主旨是：提高学生的科学素养。学生是单元作业的执行者、操作者，因此单元作业设计应以学生为主体，做到研究学生，深入了解学生的认知特点和学习实际，从而建立最基本的自信心，提高做作业的兴趣。如在《简单机械和功》的单元作业设计中，除了设计基本的习题外，还增加了操作性作业：要求学生把生活中认识的所有杠杆进行分类，并能够分析描述。如此既能激发学生学习的兴趣，又培养了学生的观察能力、语言表达能力、分析能力、概括能力等，为学生综合素养的提高做好铺垫。二、深挖教材体系，确立知识体系。在单元学习的基础上，深入研究整个教材体系，根据学生的认知特点和本单元的教学内容、教学目标、教学重难点等，对教材内容进行重组，由浅入深、由易到难的确立本单元的知识体系。《简单机械和功》一章，在了解各节教材及学生学情的基础上，对知识进行重组。杠杆基础：杠杆的分类简单计算

简单重点：探究杠杆平衡条件滑轮滑轮组基础：特点、作用、实质机械重点：简单计算斜面轮轴基础：实质基础：实质生活中的应用生活中的应用功基础：概念、公式、单位、简单计算难点：判断做功的必要条件功功率基础：概念、公式、单位、简单计算重点：估测上楼时的功率机械效率重点：有用功、总功、额外功难点：探究滑轮组的机械效率以重组的知识体系作为单元作业设计的指南，如在选择题里面设计了杠杆的分类、简单机械的判断、功、功率的认识等习题；实验探究题预设了杠杆实验、滑轮组机械效率的实验等。思路清晰、循序渐进、难易适中，既体现教材特点，又凸显学生思维特点。三、利用生活资源，体现学科特点。物理学科的特点是：来源于生活，为生活服务。单元作业要成为连接物理教学与社会生活的纽带，在理论学习的基础上，回归生活，做到物理教学为生活服务的目的，体现在单元作业设计的生活化、社会化，激发学生完成作业的热情和欲望。如： 1．图 2 所示的用具中，属于费力杠杆的是（）

几种常见初中物理实验课的案例设计

几种常见初中物理实验课的案例设计【案例一】“漫反射”的演示实验实验仪器：白纸、平面镜、手电筒、胶水等演示过程：师：（教师先把小平面镜贴到白纸上，在把白纸和平面镜一起贴到黑板中央，小平面镜在外）如果我用手电来照射小平面镜和白纸，这两个哪个看起来更亮一些呢？生１：小平面镜更亮。生２：白纸更亮。学生意见不统一，争执不下。师：下面我开始照射，同学们请认真观察。（教师在前面，从一个侧面用手电照射白纸和平面镜。不同位置的同学观察到的结果不一样，有的观察到的和自己猜想的一样，有的观察到的和自己猜想的不一样，同学们疑惑了。）师：有的同学观察到小平面镜更亮，有的同学观察到白纸更亮，到底哪个结果对呢？我建议观察到不同现象的同学可以相互交换一下位置再来看一下。（观察到不同现象的同学们相互交换位置。同学们交换位置后，看到和原来不同的现象。这下学生更疑惑了。到底哪个结果正确呢？）师：同学们这时看到了什么现象？生：在一些位置看着小平面镜更亮，在一些位置看着白纸更亮，老师这到底是怎么回事啊？师：这个问题我先不解释，同学可以阅读课本41页的“漫反射”部分，就能明白原因了。（人教版教材）学生阅读课本，然后讨论，教师点拨，让学生明白哪个更亮的基本原理，既而把这个知识学习到位。二、学生实验

学生分组实验是学生在教师的指导下，以小组为主体，在实验室里进行实验的教学形式。在学生分组实验过程中，教师要善于启发学生实验的主动性和积极性，实验时要让学生明确实验目的，理解实验原理，在理解实验方案的前提下，自己选择实验器材，组合实验装置，自主进行实验。同时，教师一定要避免把实验步骤罗列给学生，或代替学生设计各种表格等。【案例二】“平面镜成像的特点”教学设计【教学设计思路】 1、通过探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，领略物理课教学的特点和魅力。 2、本课的重点是：在“探究”的过程上，通过探究平面镜成像的特点，有意识、有目的、有针对性地训练和提高学生思维的灵活性和技巧性，开拓学生思路，培养其发散思维能力。【教学目标】（一）知识与技能 1、了解平面镜成像的特点。 2、了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。（二）过程与方法： 1、经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记录。 2、观察实验现象，感知虚像的含义。（三）情感态度与价值观： 1、在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦。 2、培养实事求是的科学态度。【教学重点】平面镜成像的特点；实验探究的方法与合作学习。【教学难点】平面镜成像的原理；虚像是怎样形成的。【教法】实验探究法【学法】观察法；小组讨论法；交流法；实验法；实验分析法【教学准备】

物理实验设计原则方法

物理实验设计原则所谓设计实验，是在明确实验目的的基础上，根据实验原理和要求，自己选择适当的器材，或从题目中选择合理的器材，制定实验方案，求出实验结果。这种实验对学生的能力要求较高，学生必须熟练掌握实验的全部原理、器材、操作与技巧，并能触类旁通地灵活运用。客观地讲，设计性实验对学生综合运用所学知识、对学生创造能力要求比较高，但是它所用的器材、原理、方法都渗透在学生实验、演示实验或课本知识之中。在设计、操作实验时，只是要求学生将它们创造性地组合。因此，在试验教学中，应通过演示实验有目的地培养学生敏锐的观察能力和思维能力；同过实验操作有意识地让学生了解所学仪器、器材的性能和使用方法；通过分析学生实验，让学生熟悉实验方法、弄清实验原理。只有这样，才能使学生在实验思路上触类旁通，全面提高学生实验能力，从而有效地提高较高的实验能力。一．设计型实验的设计原则科学性：设计的方案应有科学的依据及正确的方式（1）方案中所依据的原理应遵循物理规律，且要求选用的规律简明、正确。（2）方案中所安排的步骤应有合力的顺序，其操作实验规则要求。（3）方案中进行数据处理及误差分析应依据科学的研究方法。 1.安全性：按设计方案实施时，应安全可靠，不会对器材造成损坏。（1）选用器材时，应考虑器材性能及参量（如：仪表量

程、电器的额定值、测力计的弹性限度等）的要求。 2.精确性：实验误差应控制在误差允许的范围之内，尽可能选择误差较小的方案。（1）在安装器材时或使用仪器之前，应按实验要求对器材、仪表精心调整。如：欧姆表用前要进行调零。（2）选用合适的测量工具（直尺、仪表）及合适的量值范围，使之与被测量数值相匹配。如：使用万用表测量电阻时，应选用合适的档位，使测量时电表指针指在中央刻度值附近。（3）针对实验中可能出现的偶然误差，往往多次重复实验，获取多组实验数据、结果，以选取有效信息、数据。（4）设计合理的数据处理方式。如：求取算术平均值、用坐标纸作图像等。 3.简便性、直观性，设计实验应便于操作、读数、进行数据处理，便于实验者直观、明显的观察。二．设计型实验的设计思路解决设计型实验问题的关键在于选择实验原理，它是进行实验设计的根本依据和起点。它决定应当测量哪些物理量、如何安排实验步骤等项目。实验原理的确定：一是根据问题的要求，二是根据问题的条件。如果问题中没有给定（或给足）实验器材，实验设计的基本思路是：1.根据问题的条件和要求，构思相关的物理情景；2.确定实验原理；3.确定测量的物理量；4.安排实验方案。有时，对同一个问题，可以构想出不同的物理情景，导出物理量的不同表达形式，以这些表达式作为实验设计的依据，会有不

大学物理综合设计性实验(完整)

综合设计性物理实验指导书黑龙江大学普通物理实验室

目录绪论实验1 几何光学设计性实验实验2 LED特性测量实验3 超声多普勒效应的研究和应用实验4 热辐射与红外扫描成像实验实验5 多方案测量食盐密度实验6 多种方法测量液体表面张力系数实验7 用Multisim软件仿真电路实验8 霍尔效应实验误差来源的分析与消除实验9 自组惠斯通电桥单检流计条件下自身内阻测定实验10 用迈克尔逊干涉仪测透明介质折射率实验11 光电效应和普朗克常数的测定液体电导率测量实验12 光电池输出特性研究实验实验13 非接触法测量液体电导率

绪论一．综合设计性实验的学习过程完成一个综合设计性实验要经过以下三个过程： 1．选题及拟定实验方案实验题目一般是由实验室提供，学生也可以自带题目，学生可根据自己的兴趣爱好自由选择题目。选定实验题目之后，学生首先要了解实验目的、任务及要求，查阅有关文献资料（资料来源主要有教材、学术期刊等），查阅途径有：到图书馆借阅、网络查询等。学生根据相关的文献资料，写出该题目的研究综述，拟定实验方案。在这个阶段，学生应在实验原理、测量方法、测量手段等方面要有所创新；检查实验方案中物理思想是否正确、方案是否合理、是否可行、同时要考虑实验室能否提供实验所需的仪器用具、同时还要考虑实验的安全性等，并与指导教师反复讨论，使其完善。实验方案应包括：实验原理、实验示意图、实验所用的仪器材料、实验操作步骤等。 2．实施实验方案、完成实验学生根据拟定的实验方案，选择测量仪器、确定测量步骤、选择最佳的测量条件，并在实验过程中不断地完善。在这个阶段，学生要认真分析实验过程中出现的问题，积极解决困难，要于教师、同学进行交流与讨论。在这种学习的过程中，学生要学习用实验解决问题的方法，并且学会合作与交流，对实验或科研的一般过程有一个新的认识；其次要充分调动主动学习的积极性，善于思考问题，培养勤于创新的学习习惯，提高综合运用知识的能力。 3．分析实验结果、总结实验报告实验结束需要分析总结的内容有：（1）对实验结果进行讨论，进行误差分析；（2）讨论总结实验过程中遇到的问题及解决的办法；（3）写出完整的实验报告（4）总结实验成功与失败的原因，经验教训、心得体会。实验结束后的总结非常重要，是对整个实验的一个重新认识过程，在这个过程中可以锻炼学生分析问题、归纳和总结问题的能力，同时也提高了文字表达能力。在完成综合性、设计性实验的整个过程中处处渗透着学生是学习的主体，学生是积极主动地探究问题，这是一种利于提高学生解决问题的能力，提高学生的综合素质的教学过程。在综合设计性实验教学过程中学生与教师是在平等的基础上进行探讨、讨论问题，不要产生对教师的依赖。有些问题对教师是已知的，但对学生是未知的，这时教师应积极诱导学生找到解决问题的方法、鼓励学生克服困难，并在引导的过程中帮助学生建立科学的思维方式和研究问题的方法。有些问题对教师也是一个未知的问题，这时教师应与学生共同思考共同解决问题。二．实验报告书写要求实验报告应包括：1实验目的；2实验仪器及用具；3实验原理；4实验步骤；5测量原始数据；6数据处理过程及实验结果；7分析、总结实验结果，讨论总结实验过程中遇到的问题及解决的办法，总结实验成功与失败的原因，经验教训、心得体会。三．实验成绩评定办法教师根据学生查阅文献、实验方案设计、实际操作、实验记录、实验报告总结等方面综合评定学生的成绩。（1）查询资料、拟定实验方案：占成绩的20%。在这方面主要考察学生独立查找资料，并根据实验原理设计一个合理、可行的实验方案。（2）实施实验方案、完成实验内容：占成绩的30%。考察学生独立动手能力，综合运用知识解决实际问题的能力。（3）分析结果、总结报告：占成绩的20%。主要考察学生对数据处理方面的知识运用情况，分析问题的能力，语言表达能力。（4）科学探究、创新意识方面：占成绩的20%。考察学生是否具有创新意识，善于发现问题并能解决问题。（5）实验态度、合作精神：占成绩的10%。考察学生是否积极主动地做实验，是否具有科学、

大学物理实验课程设计实验报告

大学物理实验课程设计实验报告大学物理实验课程设计实验报告北方民族大学大学物理实验实验报告指导老师：王建明姓名：张国生学号：XX0233 学院：信息与计算科学学院班级：05信计2班重力加速度的测定

一、实验任务精确测定银川地区的重力加速度二、实验要求测量结果的相对不确定度不超过5% 三、物理模型的建立及比较初步确定有以下六种模型方案：方法一、用打点计时器测量所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=秒×两点间隔数.由公式

h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g. 方法二、用滴水法测重力加速度调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面重力加速度的计算公式推导如下：取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知： ncosα-mg=0

nsinα＝mω2x 两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g， ∴y/x=ω2x/2g.∴g=ω2x2/2y. .将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g. 方法四、光电控制计时法调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法五、用圆锥摆测量

公共设施设计

公共设施设计《浅谈长沙王陵公园公共设施设计》班级：姓名：学号：指导老师：

目录一、公共设施设计概述二、公共设施设计方法及原理三、公共设施设计发展趋势四、公共设施设计案例调查与分析王陵公园——考查与分析 ——后期改造

一．公共设施设计概述（一）公共设施的含义：公共设施是指城市、社区等公共空间的基本服务性功能设备，是现代城市发展而产生的融工业与环境设计于一体的新型的环境设计产品，是现代城市不可缺少的基本构成要素。公共设施是指为市民提供公共服务产品的各种公共性、服务性设施，按照具体的项目特点可分为教育、医疗卫生、文化娱乐、交通、体育、社会福利与保障、行政管理与社区服务、邮政电信和商业金融服务等。（二）公共设施设计的意义：公共设施是给予公众提供生活、交流、工作和学习必不可少的公共服务设施，同时具有美化环境和改善环境作用，是体现城市人文关怀的基本“标尺”，是展示现代城市文明的重用标志之一。（三）公共设施的发展概况：工业革命以前,公共设施品种少，功能单纯。随着城市及工业技术的发展，公共设施的品种逐渐丰富起来，功能服务也开始从单一化向多功能化发展。二十世纪电脑技术和网络技术的出现，使公共设施更具有了智能化的服务功能，从而大幅度降低了服务成本，并使人们的生活变得更为方便和舒适。（四）公共设施设计的范畴：包括政治（如检阅台及检阅广场）、经济（如交易市场）、文化（如剧院）及公众日常活动等方面的公共配套需求设备都属于公共设施设计的范畴。（五）公共设施的基本要求与特点：公众化、安全性、美化性、坚固性、耐候性、实用性、舒适性和醒目化。（六）公共设施的艺术化与景观化：公共环境空间中设施除了应具有实用性和功能性以外，还扮演着美化环境的重要角色，因此将公共设施艺术化与景观化是对公共设施设计与制造的基本要求。（七）公共设施的人性化设计：公众不仅可以使用设施的功能来满足其需求，还能参与设施所能赋予的某种特殊的活动，从而产生精神上的愉悦和快感，即所谓“人机互动”。（八）公共设施所属系统分类：公共交通系统：交通警示、路障、公交站台、停车场、车站、收费站、加油站、自行车停放点、警亭、人行护栏等。公共卫生系统：垃圾桶、垃圾房、垃圾处理站、公厕、洗手饮水池、痰盂等。公共照明系统：公路照明灯、泛光灯、嵌地灯、射灯、庭院灯等。公共信息系统：电话亭、邮筒、电子信息屏、导示牌、广告牌、告示牌等。公共休息系统：休息亭、休闲廊架、休息桌椅。公共活动系统：健身设施、跑道、游泳池、露天舞场、球场、儿童游乐设施。

物理演示实验的基本原则

物理演示实验的基本原则演示实验是教师进行表演和示范操作，并指导学生进行观察和思考的实验。它是物理教学中广为应用的一种教学形式，它可以用于各种教学环节中。物理课堂演示实验有六项应用原则是各位考生需要注意的，只有把握好这一前提，才能运用好演示实验为试讲或说课增色，下面就重点介绍一下这六项基本原则。 1.目的性原则在演示实验中，明确实验目的有两层含义。一是教师要有明确的实验目的。根据实验目的决定有无必要演示，选择什么样的演示，怎样进行演示；二是要使学生明确实验目的。在演示之前，定要让学生明确实验的目的以及怎样做实验。 2.科学性原则演示实验的设计和解释，必须符合科学性原则，实验中出现误差是难免的，但是不允许出现科学性错误。 3.简单、可靠性原则在保证符合科学的前提下，只要能说明问题，演示实验必须做到简单、可靠，所用的仪器和操作方法应尽量简单易行。例：演示低压沸腾可用以下三种方法： (1)将烧瓶中的水煮沸，加塞，停止加热后水沸腾停止了，再将烧瓶倒置在支架上，往瓶底浇冷水，水又重新沸腾起来。 (2)往瓶中倒入90℃左右的热水，水温低于沸点不沸腾，用抽气机(或针筒)抽气，水就沸腾起来。 (3)用100mL的针筒直接抽取约10mL的90℃左右的热水，将针筒尖端用橡皮帽封住，拉动活塞，针筒内的水就沸腾起来。比较以上三种方法，显然第三种最符合“三个简单”的要求，所以，凡是能用简单的方法，就不必把演示实验的装置复杂化。 4.直观、明显性原则所谓直观性就是从实验中就可以直接观察到物理过程，无需经过复杂的推理便能直接揭露其物理本质。例：演示液体的低压沸腾时，直接抽气演示就比浇冷水演示要直观。所谓明显性，是指实验的效果明显，而且要使所有的学生都能观察到，这样，就需要增强仪器和实验的可见度。