预览加载失败,请重新加载试试~
![初中物理實驗教師培訓(xùn)PPT稿_第1頁](http://file4.renrendoc.com/view/82d3e592ac96d3d627f4268d2c8582ef/82d3e592ac96d3d627f4268d2c8582ef1.gif)
![初中物理實驗教師培訓(xùn)PPT稿_第2頁](http://file4.renrendoc.com/view/82d3e592ac96d3d627f4268d2c8582ef/82d3e592ac96d3d627f4268d2c8582ef2.gif)
![初中物理實驗教師培訓(xùn)PPT稿_第3頁](http://file4.renrendoc.com/view/82d3e592ac96d3d627f4268d2c8582ef/82d3e592ac96d3d627f4268d2c8582ef3.gif)
![初中物理實驗教師培訓(xùn)PPT稿_第4頁](http://file4.renrendoc.com/view/82d3e592ac96d3d627f4268d2c8582ef/82d3e592ac96d3d627f4268d2c8582ef4.gif)
![初中物理實驗教師培訓(xùn)PPT稿_第5頁](http://file4.renrendoc.com/view/82d3e592ac96d3d627f4268d2c8582ef/82d3e592ac96d3d627f4268d2c8582ef5.gif)
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、- -物理實驗教師培訓(xùn)講稿(3)已經(jīng)引起重視:初中物理教材中實驗的比例較大,一共43個學(xué)生實驗,比過去多多了。另外穿插在教學(xué)過程中的演示實驗、探究實驗、課外小實驗等明顯增多。(4)已經(jīng)引起重視還體現(xiàn)在中招中:中招是初中物理教學(xué)的指揮棒,中招物理實驗所占的分值比較高,一般在25%-35%之間,且有增加的趨勢.三、初中物理教師應(yīng)該具備哪些實驗素質(zhì)教師的實驗教學(xué)素質(zhì)包括兩個方面;實驗技學(xué)方面的素質(zhì)實驗教學(xué)萬面的素質(zhì)合理選取實驗器材實驗操作技能編制實驗步驟規(guī)范操作、正確讀數(shù)排除常見故障設(shè)計記錄表格實驗技能素質(zhì)包括處理實驗數(shù)據(jù)、完成實驗報告的技能正確處理數(shù)據(jù)分析實驗誤差完成實驗報告改進(jìn)、設(shè)計實驗的技能自
2、制教具和學(xué)具的技能改進(jìn)實驗方法,減小實根據(jù)需要設(shè)計新實驗驗誤差根據(jù)教學(xué)要求,選擇合適的實驗內(nèi)容和實驗形式、在學(xué)生分組實驗中能指導(dǎo)學(xué)生實驗實驗教學(xué)素質(zhì)2在課堂演示實驗中能“邊講邊演示”、能組織引導(dǎo)學(xué)生開展課外實驗活動四、初中物理實驗包括哪些類型學(xué)生實驗演示實驗初中物理實驗包括2邊教邊實驗、課外實驗五、怎樣加強(qiáng)初中物理實驗教學(xué)政府、學(xué)校加強(qiáng)投入,加強(qiáng)實驗室建設(shè)。教師的實驗素質(zhì)要提高。教師的觀念要轉(zhuǎn)變,要重視實驗教學(xué),有條件要做,沒有條件創(chuàng)造條件也要做。中招的指揮棒作用要發(fā)揮出來。設(shè)置專門的實驗課教師。六、初中物理課的任務(wù)從理論和實踐上提高教師的實驗素質(zhì)。具體要達(dá)到以下幾點:熟悉初中物理實驗的特點,
3、明確初中物理實驗的要求。認(rèn)識初中物理實驗中常用儀器的構(gòu)造、原理和使用方法。熟悉初中常用的實驗方法,掌握實驗的基本技能。熟悉重點實驗和難度較大的實驗,探究實驗成敗的關(guān)鍵及其原因。了解自制器材或教具的思路、方法和基本技能,會自制簡單的器材或教具,以彌補(bǔ)實驗器材之不足。了解初中物理實驗改革的動向,增強(qiáng)學(xué)生的動手能力,實現(xiàn)物理實驗的生活化。七、初中物理課的基本要求(1)會操作(2)能講解(3)要發(fā)展第三講實驗基本知識教學(xué)目的1掌握實驗量具儀表的精密度、準(zhǔn)確度概念;2了解教學(xué)儀器的型號、符號和認(rèn)識儀器的一般過程;3了解實驗操作規(guī)范要領(lǐng)及規(guī)范操作的意義;4了解誤差理論在初中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用;5了解物理
4、實驗中常用的研究問題的方法;6明確自制教具的重要意義及怎樣自制教具。一、怎樣識別儀器實驗離不開測量,測量離不開儀器。1測量(1)何謂測量?測量是指為確定被測量對象某個方面性質(zhì)的量值而進(jìn)行的被測量對象與儀器比較的過程,即測量就是比較。(2)測量分類(直接測量和間接測量)(3)測量結(jié)果:測量結(jié)果包括兩部分,數(shù)值和單位,數(shù)值又包括兩部分:測量值和誤差范圍。2測量儀器(1)測量儀器是指用以直接或者間接比較測出被測量值的所有器具。如游標(biāo)卡尺、天平、彈簧秤、秒表等。(2)儀器的準(zhǔn)確等級儀器的準(zhǔn)確度等級可以從以下幾個方面識別:測量儀器的精密度,一般是指儀器的最小分度值。測量儀器的準(zhǔn)確度,是指在規(guī)定的使用條件
5、下正常工作時的基本誤差,對于電表來說就是最大百分相對誤差(怎樣計算的?)決定了電表的級數(shù)(K級表的最大百分相對誤差是K%)。儀表的準(zhǔn)確度反映了測量時系統(tǒng)誤差的大小,主要是由儀表的結(jié)構(gòu)決定的(如電表的靈敏度會影響其準(zhǔn)確度)。測量儀器的精確度(對不同的器材,其含義不同)對于電學(xué)類儀器,系統(tǒng)誤差其主導(dǎo)作用而偶然誤差可以忽略不計,此時的精度就主要代表準(zhǔn)確度;對于米尺、游標(biāo)卡尺、量筒、溫度計等,測量時偶然誤差起主導(dǎo)作用而系統(tǒng)誤差可以忽略不計,此時的精度主要是指精密度。對于天平來說,精度既與精密度有關(guān),又與準(zhǔn)確度有關(guān),因為測量結(jié)果與橫梁的靈敏度、砝碼精度都有關(guān),其精度等于其感量與稱量之比。(3)儀器的選擇
6、安全:不能超過儀器的量程;精密:精密度符合要求就行,不要在一個實驗中使用精密度懸殊的儀器;簡單:越簡單的儀器越好,越精密的儀器復(fù)雜程度越高。(4)怎樣了解儀器的性能?儀器的性能有許多指標(biāo),最基本的是測量范圍和準(zhǔn)確等級。先從包裝或者標(biāo)簽看型號看儀器上的符號標(biāo)記如果還有不清楚的,看儀器說明書。(5)使用時應(yīng)注意什么問題?注意檢查儀器是否能正常使用?檢查是否有零誤差?檢查量程和精度是否符合要求。讀數(shù)時,視線要與刻度平面垂直。二、實驗操作規(guī)范1制定操作規(guī)范的出發(fā)點(1)安全,確保實驗中不發(fā)生人身傷亡事故和損壞儀器的事故。(2)保證實驗順利進(jìn)行,以完成特定的實驗任務(wù);(3)避免實驗中人為帶來過失誤差,減
7、小實驗中的隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。2實驗操作的程序要求(以電學(xué)實驗為例)(1)裝配儀器(2)儀器的預(yù)備性調(diào)整(3)按照規(guī)則進(jìn)行操作,(4)整理儀器3實驗操作的動作規(guī)范實驗操作不僅要注意程序規(guī)范化,還要注意動作規(guī)范化。(1)物理天平使用時應(yīng)注意什么問題?先調(diào)節(jié)底座水平,再調(diào)節(jié)橫梁平衡;使用過程中左手不離止動旋鈕;鑷子怎樣加砝碼?物體和砝碼應(yīng)放在盤中的何處?移動天平時應(yīng)注意什么問題?(2)怎樣拿燒杯傾倒液體?如果盛的是水銀,還應(yīng)用手托住杯子的底部。(3)如何觀察標(biāo)度?如何讀數(shù)?(4)如何拿光學(xué)器件?(5)溫度計怎樣使用?4教師演示實驗的操作要求作為演示實驗,除了規(guī)范操作外,還應(yīng):(1)操作前,先介紹實
8、驗的目的、原理、器材、及觀察的重點;(2)盡量增加可視性;(3)演示結(jié)束后,及時把儀器移開;(4)有不安全因素的實驗,絕不能讓學(xué)生上臺操作。(5)盡量讓學(xué)生參與,增強(qiáng)互動,增強(qiáng)可信度。三、誤差理論在中學(xué)物理實驗中的應(yīng)用誤差測量誤差的分類按照誤差的性質(zhì)和來源,可以把誤差分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差(又叫隨機(jī)誤差)。(1)系統(tǒng)誤差(2)偶然誤差測量誤差的表示分析實驗數(shù)據(jù)時,常把誤差分為絕對誤差和相對誤差,評價測量結(jié)果的好壞要用相對誤差。(1)絕對誤差(2)相對誤差(常用百分?jǐn)?shù)表示,又叫百分誤差)多次測量結(jié)果的表示(1)平均絕對誤差(2)單個測量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差(3)算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差,5有效數(shù)字和測量儀器
9、的讀數(shù)問題(1)有效數(shù)字測量結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù)是由被測物理量的大小和測量儀器的精密度(最小刻度值)共同決定的。怎樣識別測量結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù)?“0”在測量結(jié)果中算不算有效數(shù)字?測量結(jié)果進(jìn)行單位換算時,有效數(shù)字的位數(shù)不變;測量結(jié)果太大或者太小時,用科學(xué)計數(shù)法表示時,有效數(shù)字的位數(shù)不變。(2)怎樣估算測量誤差?利用測量儀器的精密度來估算利用測量儀器的準(zhǔn)確度來估算(3)測量儀器的讀數(shù)規(guī)則對于常用的儀器讀數(shù)規(guī)則如下:最小分度為“1”的儀器,其二分之一是“).5”,即讀數(shù)誤差出現(xiàn)在最小刻度的下一位,所以,讀數(shù)時應(yīng)估讀到最小刻度的下一位,若是整數(shù)用零來湊。最小分度是“2”或者“5”的儀器,測量誤差出現(xiàn)在最
10、小分度的同一位上,則同一位分別按二分之一或者五分之一進(jìn)行估讀。這個時候為了避免估讀造成的麻煩,一般調(diào)到整的刻度。也有例外情況,如游標(biāo)卡尺、秒表等就不要求估讀。中學(xué)階段,一般要求估讀到最小刻度的十分位。6誤差理論在中學(xué)物理實驗中的應(yīng)用誤差理論在高中物理實驗中得到了充分的體現(xiàn),從實驗情景的選取、器材的選配、實驗過程的安排、數(shù)據(jù)處理等無不體現(xiàn)減小誤差的要求。現(xiàn)在舉例說明:(1)對于同一實驗,采取多次測量求平均值,體現(xiàn)了減小偶然誤差的要求。(2)伏安法測電阻中,電流表內(nèi)、外接的選取,目的在于減小由于電表的內(nèi)阻引起的系統(tǒng)誤差。(3)電源的選取:半偏法測電流表的內(nèi)阻要選電動勢大的電源;測干電池的電動勢和內(nèi)
11、阻的實驗要選舊電池;測電阻率的實驗中電源的電動勢不能太大,因為電阻絲不允許通過較大的電流等都是為了減小測量誤差。(4)確定直線方向時,兩點取的一般比較遠(yuǎn),在測玻璃的折射率的實驗中靠近玻璃磚的大頭針應(yīng)離玻璃磚近一些,都是為了減小由于作圖而帶來的誤差。(5)半偏法測電表內(nèi)阻時,電流表要求選阻值大的滑動變阻器,而測電壓表內(nèi)阻時要求選擇阻值較小的滑動變阻器,也是為了減小系統(tǒng)誤差。(6)為了減小讀數(shù)誤差,電流表和電壓表要求指針偏轉(zhuǎn)角度越大越好,而歐姆表則要求在中值電阻附近讀數(shù)。(7)平均值法和圖像法處理實驗數(shù)據(jù)也是為了減小誤差。(8)測電阻率是要求電流不宜過大且從大變到小。四、怎樣研究物理實驗設(shè)計和改進(jìn)
12、實驗時應(yīng)注意:突出不同類型實驗的特點演示實驗:簡單明了,啟發(fā)性好,著重可視性,對精度要求不高學(xué)生實驗:應(yīng)突出對學(xué)生實驗方法、實驗技能的系統(tǒng)訓(xùn)練,目的是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,鞏固對所學(xué)知識的理解,要有一定的精度。課外小實驗:應(yīng)突出趣味性,簡單易行,代價不高,材料易找,最好是學(xué)生身邊隨手可取的材料或器材。以物理學(xué)的理論、思想和方法為指導(dǎo)如難以直接觀察到的物理現(xiàn)象或難以直接測量的微小物理量,應(yīng)該:相同的很多個累積法I毛細(xì)放大微小的只有一個放大法光學(xué)放大螺旋測微器的體積?不能放大間接測量如測量分子大等效替代排水法測量不規(guī)則物體比較法怎樣從地圖上測量面積涉及到的物理量比較多時,應(yīng)用控制變量法
13、。需要觀測到大氣壓強(qiáng)的作用效果時,應(yīng)設(shè)法使物體兩邊的壓強(qiáng)不等。需要觀察彈力的作用的形變效果時,應(yīng)選海綿、泡抹等易發(fā)生形變的材料。3提升實驗效果,能起到應(yīng)有的作用討論以下幾個實驗:實驗一液體對容器側(cè)壁壓強(qiáng)隨深度變化的演示實驗二液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度、密度有關(guān),與液體所受重力和體積無關(guān)的演示實驗三液體內(nèi)部有向上的壓強(qiáng)的演示實驗四浮力產(chǎn)生原因的演示五、物理實驗中常用的研究問題的方法中學(xué)物理實驗中常見的方法如下:控制變量法2等效替代法3累積法4留跡法5外推法6近似法7放大法實驗數(shù)據(jù)的處理方法平均值法列表法作圖法怎樣作圖呢?整理數(shù)據(jù),即取合理的有效數(shù)字表示測得值,剔除可疑數(shù)據(jù),給出相應(yīng)的測量誤差.選擇坐標(biāo)紙
14、,坐標(biāo)紙的選擇應(yīng)為便于作圖或更能方使地反映變量之間的相互關(guān)系為原則。坐標(biāo)分度,在坐標(biāo)紙選定以后,就要合理的確定圖紙上每一小格的距離所代表的數(shù)值,但起碼應(yīng)注意下面兩個原則:格值的大小應(yīng)當(dāng)與測量得值所表達(dá)的精確度相適應(yīng)。為便于制圖和利用圖形查找數(shù)據(jù)每個格值代表的有效數(shù)字盡量采用1、2、4、5避免使用3、6、7、9等數(shù)字。作散點圖,根據(jù)確定的坐標(biāo)分度值將數(shù)據(jù)作為點的坐標(biāo)在坐標(biāo)紙中標(biāo)出,考慮到數(shù)據(jù)的分類及測量的數(shù)據(jù)組先后順序等,應(yīng)采用不同符號標(biāo)出點的坐標(biāo)。常用的符號有等,規(guī)定標(biāo)記的中心為數(shù)據(jù)的坐標(biāo)。擬合曲線,擬合曲線是用圖形表示實驗結(jié)果的主要目的,也是培養(yǎng)學(xué)生作圖方法和技巧的關(guān)鍵一環(huán),擬合曲線時應(yīng)注意
15、以下幾點:a.轉(zhuǎn)折點盡量要少,更不能出現(xiàn)人為折曲。b.曲線走向應(yīng)盡量靠近各坐標(biāo)點,而不是通過所有點。c.除曲線通過的點以外,處于曲線兩側(cè)的點數(shù)應(yīng)當(dāng)相近。注解說明,規(guī)范的作圖法表示實驗結(jié)果要對得到的圖形作必要的說明,其內(nèi)容包括圖形所代表的物理定義、查閱和使用圖形的方法,制圖時間、地點、條件,制圖數(shù)據(jù)的來源等。模擬法六、中學(xué)物理中常見的物理方法模型法疊加法控制變量法實驗推理法轉(zhuǎn)換法等效法描述法類比法七、自制教具1自制教具的重要意義(1)自制教具有利于學(xué)生能力的培養(yǎng)(2)自制教具有利于學(xué)生的全面發(fā)展(3)自制教具有利于素質(zhì)教育的實施2自制教具的方法(1)模仿(2)改制(3)創(chuàng)造第二部分實驗部分問題提
16、出天平、量筒和彈簧測力計是力學(xué)實驗中重要的測量器材,必須會檢測使用,并熟練掌握其使用技巧。本實驗也可以稱為力學(xué)中的測量性實驗。實驗?zāi)康?.認(rèn)識天平,并會檢測天平。利用天平和量筒測量固體的密度。利用天平和量筒測量液體的密度。利用微小壓強(qiáng)計探究浮力產(chǎn)生的原因。實驗驗證阿基米德原理實驗器材托盤天平,量筒,燒杯,量杯,阿基米德原理演示器一套,微小壓強(qiáng)計一套,塑料瓶,橡皮泥等。實驗內(nèi)容實驗一用天平稱固體和液體的質(zhì)量一、認(rèn)識天平二、練習(xí)用天平測量固體的質(zhì)量盤中。用已經(jīng)調(diào)節(jié)好的天平進(jìn)行稱量時,要把待測物體放在天平的估計被測物體質(zhì)量的大小,按照(填“從大到小”或“從小到大”)的順序往天平的盤中加減砝碼。當(dāng)加減
17、砝碼不能使天平平衡時,要用鑷子輕,使天平平衡。天平平衡后,被測物體的質(zhì)量就等于和之和。測量完畢,應(yīng)將砝碼用鑷子夾著放回砝碼盒內(nèi),再整理好其他實驗器材。三、練習(xí)用天平測量液體的質(zhì)量把天平放在水平的臺面上,調(diào)節(jié)天平使天平橫梁水平平衡。用天平稱出燒杯和水的總質(zhì)量m1燒杯和水的總質(zhì)量m減去空燒杯的質(zhì)量m即為燒杯中水的質(zhì)量。12用天平稱出空燒杯的質(zhì)量m2以上實驗步驟中,合理的排序為完成下表:空燒杯的質(zhì)量燒杯和水的總質(zhì)量燒杯中水的質(zhì)量四、測量下列物體的質(zhì)量,并完成下表。物體粉筆鋼筆雞蛋物理課本質(zhì)量(g)你的物理課本共有張,平均一張紙質(zhì)量為你估計一個雞蛋大的冰塊的質(zhì)量約為實驗二用天平和量筒測量固體和液體的密
18、度一、認(rèn)識量筒和量杯、測量小石塊的密度實驗步驟三、測量鹽水的密度(1)實驗步驟如下:用天平測出空燒杯的質(zhì)量m0用天平測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1用天平稱出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m2把鹽水倒入量筒中,讀出鹽水的體積V處理實驗數(shù)據(jù)。整理器材。2)完成下表:空燒杯的質(zhì)量m1/g燒杯和鹽水的總質(zhì)量m/g2鹽水的體積V/cm3鹽水的質(zhì)量m/g鹽水的密度/g.cm-3四、測量浮力塊的密度浮力塊比較大,不能直接放入量筒,請想辦法,設(shè)計合理的實驗步驟測量其密度。五、如果沒有量筒,利用天平、水和一個細(xì)口小瓶,你能否測出酒精的密度?若能,請簡述實驗過程。實驗三利用微小壓強(qiáng)計探究浮力產(chǎn)生的原因猜想:假如物體是一個正方
19、體,完全浸沒在水中,它的前后左右四個側(cè)面受到的液體的壓力,能夠彼此平衡。惟有上下兩個面受到液體的壓力不平衡,且下面的面受到的向上的壓力大于下面的面受到的向下的壓力,這兩個壓力的差值應(yīng)該就是浮力。下面通過實驗加以驗證。方法1:用橡皮摸作為物體的表面,通過橡皮摸形變量的大小來說明水對物體壓力的大小。具體做法如下:如圖所示,取帶有凹槽的、透明的、圓形的硬塑料飲料瓶一只,截取中間的一段,要求兩端和中間各有一圈凹槽。用圓形錐子在側(cè)面戳一個小孔,并塞入一段玻璃管或塑料管,用萬能膠粘牢,玻璃管與乳膠管相連,作為排氣孔,保證瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變。剪兩塊氣球膜分別把上、下端扎住,要求張緊程度基本相同。再用鐵絲箍在中
20、間的凹槽內(nèi),并做兩個手柄,用于控制瓶的位置。在較深的透明容器內(nèi)裝入一定量的水。抓住鐵絲柄把塑料瓶沿豎直方向壓入水中,隨著深度的增加,可以看到上下兩個面上的薄膜凹陷程度在增加,但是下面的總比上面的凹陷的很。說明向上的壓力大于向下的壓力。當(dāng)然,如果把實驗器水平放置,可以看到兩邊薄膜的凹陷程度基本相同。方法2:如圖所示,用兩只測量液體內(nèi)部壓強(qiáng)的金屬盒固定在一起,薄膜朝外,來代替物體。用橡膠觀與微小壓強(qiáng)計相連,借助于壓強(qiáng)計顯示上下面受到壓強(qiáng)的大小。說明:效果更明顯,器材更好準(zhǔn)備。請完成方法2,看實驗效果如何?*實驗四浮力的大小與哪些因素有關(guān)1證明浮力跟物體浸入液體的深度和位置的關(guān)系把塑料圓柱體掛在彈簧
21、秤上,注意彈簧秤指針的位置(可用鱷魚夾夾在這個位置上)。然后把塑料圓柱體浸沒在水里,可以看到指針的位置上移了,表示塑料圓柱體受到了水的浮力。再改變塑料圓柱體在水中的不同深度和不同位置,可以看到指針的位置不再變化,表明浮力跟物體浸在液體里的深度和位置都沒有關(guān)系。說明:本實驗主要是為了比較,不需要讀出浮力的大小,所以,也可以自制的橡皮筋測力計,只要標(biāo)出橡皮筋末端的初始位置和末位置,便于學(xué)生比較即可。2證明浮力跟浸沒在液體中的物體的形狀的關(guān)系將橡皮泥掛在彈簧秤上,注意彈簧秤指針的位置。然后把橡皮泥浸沒在水里,可以看到指針的位置上移了,表示橡皮泥受到水的浮力,利用鱷魚夾記下指針這時的位置。再將橡皮泥捏
22、成不同的形狀(捏實而中間不能有空隙)浸入水中,可以看到,橡皮泥浸沒在水中時,彈簧秤指針的示數(shù)保持不變,從而說明浮力跟浸沒在液體中的物體的形狀無關(guān)。說明:橡皮泥必須捏實,而且必須全部浸沒水中。3證明浮力跟浸沒在液體中的物體所受重力的關(guān)系1.把裝有一些細(xì)石子的玻璃瓶掛在彈簧秤下,在空氣中測出玻璃瓶多重。然后浸沒到水里,再讀出彈簧秤的示數(shù)。計算出玻璃瓶所受的浮力的大小。再加一些細(xì)石子到玻璃瓶里,重復(fù)以上操作,計算出玻璃瓶第二次所受的浮力的大小。比較兩次測出的浮力,可以看出,浮力跟浸沒在液體里的物體所受重力無關(guān)。說明:本實驗的關(guān)鍵是:在改變物體所受重力的時候,不能改變它的體積。因此采用增減瓶內(nèi)的細(xì)石子
23、來改變物體所受重力。4證明浮力跟組成物體的物質(zhì)密度無關(guān)-11- -將實驗3中的小瓶內(nèi),分別充滿小沙粒和小鐵粒,分別測出小瓶完全浸入水中時,所受到的浮力,結(jié)果相同,說明浮力的大小與物體的密度無關(guān)。說明:本實驗的關(guān)鍵是:保證物體的體積相同,改變物體的密度。用小瓶子內(nèi)充滿不同的液體也可以,要求整體密度大于水的密度。證明浮力跟浸入液體的物體的體積有關(guān)1在藥瓶內(nèi)裝沙粒,以使藥瓶能浸沒水中。給藥瓶塞緊軟木塞,在軟木塞上端中心處固定一小環(huán),將小環(huán)用細(xì)線系在測力計下。2在玻璃缸內(nèi)裝上水,先觀察在空氣中測力計上的示數(shù)。再將藥瓶緩慢浸沒在水中,觀察測力計上示數(shù)的變化(逐漸減?。?。說明隨著藥瓶排開水的體積增加,藥瓶
24、受到的浮力在不斷增大。當(dāng)全部浸沒水中后,改變浸入的深度和位置,測力計上示數(shù)不再變化,說明浮力與物體所在的深度和位置無關(guān)。(2)藥瓶勿與玻璃缸底、壁接觸。說明:(1)測力計上下移動時必須緩慢,否則將會影響實驗效果。(3)增大藥瓶的橫截面積,使整體的平均密度接近水的密度,可使測力計上示數(shù)變化明顯。證明浮力跟液體的密度有關(guān)將橡皮泥掛在彈簧秤下,先在空氣中稱出它所受的重力,然后分別將它浸沒在酒精里、清水里和濃鹽水里,并分別記下在這三種情形下彈簧秤指針的位置(或讀出示數(shù)值)。結(jié)論:浸沒到液體里的橡皮泥受到的浮力的大小是不同的,而且是隨著液體的密度的增大而增大的。說明:在本實驗中,如果用其他物體代替橡皮泥
25、,那么也必須使該物體浸沒在液體里,結(jié)論才正確。如果物體是漂浮在液面上的,那么同一個物體漂浮在任何不同的液面上所受的浮力大小均相同都等于物體所受的重力。證明浮力與液體的體積和總重?zé)o關(guān)取兩只相同的塑料碗或搪瓷碗,甲碗盛半碗水,乙碗盛不到四分之一的水。把甲碗放入乙碗內(nèi),甲碗便漂浮起來,如果把甲碗用手輕輕一轉(zhuǎn),它便轉(zhuǎn)個不停。上述實驗表明,少量水能浮起比它多的水??雌饋硐∑娴⒉黄婀?,因為阿基米德定律告訴人們,物體浸在液體里所受浮力的大小等于物體所排開的液體所受的重力,“排開的液體”并不是指產(chǎn)生浮力的哪一部分液體,實驗證明,它可以等于、小于或大于產(chǎn)生浮力的液體所受的重力。只要實驗設(shè)計得好,1千克水可浮起
26、2千克、3千克的物體。對于上述實驗也可以從液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)來考慮。液體的浮力是作用在物體上下底面上的壓力差,液體壓強(qiáng)只與深度有關(guān),與液體的體積和總重?zé)o關(guān)。當(dāng)甲碗放入乙碗后,乙碗中的水面升高,而對甲碗產(chǎn)生較大的向上壓力,因而使甲碗漂浮起來。說明:本實驗也可以用兩個粗細(xì)接近的玻璃管來做。實驗五驗證阿基米德原理通過上面的探究可知:浸在液體中的物體所受到的浮力等于物體上下兩個面受到液體壓力的差值。對于形狀規(guī)則的物體,浮力的大小可借助于液體的壓強(qiáng)公式和壓力的計算公式求得。但是,對于形狀不規(guī)則的物體,浮力的大小又該如何計算呢?阿基米德原理回答了這個問題。下面就設(shè)計實驗驗證阿基米德原理。方法1:如圖所示的阿基
27、米德定律演示器是國家定型產(chǎn)品。它的設(shè)計巧妙、形象直觀、可視性強(qiáng)。主要由以下幾部分組成:懸掛彈簧、標(biāo)盤、長鉤、小桶、-溢水杯、燒杯、上游標(biāo)和下游標(biāo)。方案一:按照左圖所示進(jìn)行演示。首先在彈簧秤上掛上小桶,再在小桶的下方掛圓柱體,在圓柱體進(jìn)入水中以前,用游標(biāo)8記下彈簧秤標(biāo)盤2的位置。使圓柱體緩慢進(jìn)入裝滿水的溢水杯中,用燒杯接住溢出的水,當(dāng)圓柱體全部進(jìn)入水中后,用上游標(biāo)記下彈簧秤標(biāo)盤的位置,再把燒杯中的水全部倒入小桶中,標(biāo)盤回到了圓柱體進(jìn)入水中前的位置。說明圓柱體受到的浮力等于排開水的重力。方案二:如右圖所示,用兩只相同的阿基米德定律演示器進(jìn)行演示。用稱A測出圓柱體全部進(jìn)入水中后受到的浮力,用兩個游標(biāo)
28、之間的距離表示;用稱B測出溢出水的重力,也用兩個游標(biāo)之間的距離表示。如果兩個距離相等,就證明了“圓柱體受到的浮力等于排出水的重力”。兩種方案比較:第一種方案要求燒杯壁上不能粘水,一定要倒凈;第二種方案要求兩個彈簧秤完全相同。該實驗依然采用比較的方式,不需測出浮力的大小。另外:要求進(jìn)入水中的物體的體積較大,密度和水接近,這樣才使演示效果明顯。爭取讓彈簧的長度有明顯的改變。一般要求全部進(jìn)入,部分進(jìn)入時,不好控制。- - -方法2:如果沒有阿基米德定律演示器,可以用圖示的裝置替代,找一個勁度系數(shù)合適的、下端帶指針的彈簧,上端懸掛在鐵架臺上,旁邊固定一個刻度尺記錄彈簧指針的位置。(1)如圖所示,溢水杯
29、里加足水(加到水溢出為止),把一個空燒杯放在溢水杯的出水口的下面。(2)在彈簧秤的下面掛一個空小桶,小桶下面掛一塊橡皮泥圖(a),記下彈簧秤指針?biāo)傅奈恢肁(可用鱷魚夾夾在這個位置上)。M3?。?)將橡皮泥浸沒在水里,可看到水從溢水杯的出水口流到燒杯里,同時看到彈簧秤的指針示數(shù)變小了,指在位置B圖(b)。(4)將溢出流到燒杯里的水倒進(jìn)彈簧秤下面的小桶里,可看到彈簧秤的指針又回到了原來的位置A圖(C)。由此可見,橡皮泥浸沒在水里所受的浮力大小等于它所排開的水所受的重力說明:(1)由于本實驗不需精確讀出浮力的數(shù)值,因此如果沒有現(xiàn)成的彈簧秤,可以取一根強(qiáng)度適當(dāng)?shù)膹椈苫蛳鹌そ顏泶?。?)為了使浮力
30、現(xiàn)象明顯,這里用密度較小的橡皮泥代替一些書中常說的金屬塊。如果用廢干電池則效果更好。3)如果沒有溢水杯,可以自制。方案1:如圖所示,將裝滿水的杯字放在盆里或碗里,這樣溢出的水就都搜集在盆里了。方案2:如圖所示,將一小塊木塊墊在燒杯的底的一邊,在燒杯里加水到溢出為止,再在燒杯的溢水口的下面放一只小燒杯(類似的也可以墊高茶壺底的一邊作為溢水杯)。方法3:利用針同抽水法驗證阿基米德定律(1)如圖a所示,大口玻璃杯里加適量水,取一橡皮筋套在玻璃杯上以表示水位m。就成了溢水杯。當(dāng)水位超出彎玻璃管的管口時,水就通過彎管從瓶中流出來。方案3:如圖所示,在一個去底的鹽水瓶的瓶口上插一根彎玻璃管,這樣也(2)在
31、彈簧秤下面掛一個空小桶,在小桶下面掛一塊橡皮泥,記下彈簧秤指針?biāo)傅奈恢肁。(3)將橡皮泥浸沒在水里,彈簧秤指針?biāo)傅奈恢糜葾上移至B。同時玻璃杯里的水位升高了,由m升至n(圖b)。(4)用針筒從玻璃杯里抽水,注入上面的小桶里,使水位由n降低至m(回到原來的位置)。彈簧秤的指針也由B回到原來的位置A(圖C)。實驗表明,浮力的大小等于注入小桶里的水所受的重力,而小桶里水的體積正好等于橡皮泥“排開”的水的體積。TOC o 1-5 h z說明:當(dāng)把橡皮泥浸沒在水中時,橡皮泥須在m水:位線以下。這樣,在用針筒抽水之后(尚未注入小桶之j前),橡皮泥不致露出水面。否則操作和說明就都比較RH麻煩。方法4:采
32、用量筒或量杯驗證阿基米德定律實驗(1)如圖所示,在量筒里加適量水,讀出水位線的刻度值。(2)在彈簧秤下掛一塊橡皮泥,記下橡皮泥在空氣中受到的重力。(3)再將橡皮泥浸沒在量筒里的水中,可以看到彈簧的指針示數(shù)變小了,同時量筒里的水位升高了。以看出,橡皮泥浸沒在水中所受的浮力大小等于它所開”的水所受的重力。方法5:用天平驗證阿基米德定律物體在水中所受的浮力等于物體對水的反作用力,驗裝置如圖所示。(1)用彈簧秤稱出待測重物所受的重力。(2)將盛水的燒杯放在天平上,然后用砝碼調(diào)節(jié)衡。(3)將掛在彈簧秤下的待測重物浸沒在燒杯的水中,讀出此時彈簧秤的示數(shù)。這時發(fā)現(xiàn),物體“變輕”了,表明物體在水中受到了浮力的
33、作用。(4)由于重物對水的壓力,所以天平失去平衡。當(dāng)再次用砝碼調(diào)節(jié)天平使天平平衡時發(fā)現(xiàn),需要增加的砝碼所受的重力正好等于物體所受到的浮力的大小。方法6:利用物體部分進(jìn)入液體中,也可以驗證阿基米德原理方案1:(1)如圖(a)所示,在彈簧秤下掛一小桶,小桶下面再豎直掛起一長條形橡皮泥,在橡皮泥的中段附近套一橡皮圈作為標(biāo)記。記下彈簧秤指針的位置a。2)再將橡皮泥部分浸入溢水杯,浸到橡皮圈的位置,這時指針位置上移到b(記下這個位置),從溢水杯里排出部分水到小燒杯里圖(b)。(3)提起掛彈簧秤的橫桿,使橡皮泥離開水面一段距離,再將小燒杯里的水倒入小桶里,這時彈簧秤的指針位置下移到b和a以下的c處圖(c)
34、,記下這個位置。(4)緩慢地降低橫桿,當(dāng)橡皮泥浸入水中以后,指針會逐步上升。當(dāng)橡皮泥上的橡皮圈碰到水面時,指針正好又回到位置a圖(d)。注意:(1)在進(jìn)行操作步驟(3)時,須注意不要忘記將橫桿提起,使橡皮泥離水面相當(dāng)高,否則由于向小桶中倒水彈簧秤負(fù)重加大,橡皮泥又將下沉,會又有水從溢水杯里溢出來。(2)在浸入物體(橡皮泥)上要預(yù)先做好記號,以便看清楚部分浸入的位置。方案2:(1)用彈簧秤測出橡皮泥在空氣中所受的重力,記作叫,再將橡皮泥部分浸入溢水杯,讀出彈簧秤此時的示數(shù),記作w2,“W廠w2”就是橡皮泥部分浸入水中時所受的浮力。2)稱出從溢水杯里溢出的水重,即橡皮泥部分浸入水里時排開的水重,記
35、作W。結(jié)果表明,W=WW2,即橡皮泥部分浸入水里時,它所受到水對它的浮力等于橡皮泥排開的水所受的重力。綜上可知,驗證阿基米德原理的關(guān)鍵是:測出物體受到的浮力,再測出物體排開水的重力,然后借助于彈簧秤、天平、杠桿等進(jìn)行比較。浮力可以借助于彈簧秤測量、量筒測量、借助于二力平衡測量、借助于牛頓第三定律測量等,所以該實驗方法多多。請你選擇上述方法中的一種,進(jìn)行實驗,并做好相應(yīng)的記錄,分析誤差的大小及原因。實驗六利用阿基米德原理實驗器測量塑料圓柱體的密度要求自己設(shè)計實驗步驟、記錄實驗數(shù)據(jù)等,并完成該實驗。實驗七探究液體壓強(qiáng)的演示方法液體內(nèi)部的各個方向都有壓強(qiáng),且壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。方法1:液體對容器
36、底有壓強(qiáng)向一端扎有橡皮膜的玻璃圓筒內(nèi)注水觀察橡皮膜向下凸出,水灌得越深,膜凸得越厲害。實驗表明液體對容器底部有壓強(qiáng),壓強(qiáng)隨液體深度的增加而增大。方法2:液體有向上的壓強(qiáng)方案一:如圖所示,將玻璃筒蒙有橡皮膜的一端按進(jìn)水里,可看到橡皮膜向筒內(nèi)凹進(jìn),說明水對橡皮膜施以向上壓的力,即液體有向上的壓強(qiáng)。隨著深度的增加,橡皮膜凹陷的越很,說明壓強(qiáng)越大。方案二:(1)把塑料片放進(jìn)盛了水的燒杯里,塑料片就沉到水底。用手抵住塑料片,托在圓筒的底下,將筒浸入水里一定深度,移去原先抵住塑料片的手指,塑料片仍托在筒底,不會下沉。握住玻璃圓筒先緩緩?fù)咸幔倬従復(fù)聣?塑料片都緊貼在筒下而不下沉。這說明浸在液體里的物體
37、受到液體對它的向上壓強(qiáng)。方法3:液體對容器側(cè)壁有壓強(qiáng)方案一:如圖所示往玻璃瓶內(nèi)慢慢灌水,觀察橡皮膜向外凸出,水灌得越深,膜凸得越厲害。說明液體對容器的側(cè)壁有壓強(qiáng)。方案二:按圖所示裝置演示。觀察小孔越低,水噴得越急。但是噴射的水平射程不一定遠(yuǎn),因為水平射程的大小還與飛行時間有關(guān),平拋運動的飛行時間是由出水口到地面的高度決定的。方案三:如圖所示,在容器的不同高度處有三個相同的小孔,孔的末端用薄橡皮膜封住。當(dāng)容器中盛滿水后,發(fā)現(xiàn)三個橡皮膜都向外凸出,這說明液體對有壓強(qiáng);越往下橡皮膜凸出的越厲害,這說明液體的壓強(qiáng)與有關(guān)。請猜想:與液體壓強(qiáng)有關(guān)的因素可能有。注意事項:1.實驗中用的玻璃圓筒內(nèi)徑和漏斗直徑
38、都應(yīng)選大一些的,橡皮膜的凸出程度才明顯。橡皮膜要圖9-1挑選薄而彈性好的材料(如氣球),使用時要繃緊扎牢。2在實驗3的方案二中只要看到從小孔噴出水的急與緩跟射程的遠(yuǎn)和近有關(guān)就可以,不必展開討論。因為射程不僅和流速有關(guān),還和出水孔的高度有關(guān),展開討論可能增加教學(xué)困難。3液體內(nèi)部壓強(qiáng)實驗成敗的關(guān)鍵是整套裝置的氣密性。使用前要進(jìn)行密閉性能檢查,不能漏氣。連接處應(yīng)涂少許凡士林,既易裝卸,又不漏氣。儀器用完,要取下乳膠薄膜,擦干后敷些滑石粉,放入盒中保存,防止有機(jī)溶劑及油類腐蝕和受熱老化。附錄1:天平的使用一、托盤天平的使用1托盤天平的構(gòu)造天平的實物圖如圖所示,是由托盤、橫梁、游碼、標(biāo)尺、底座、分度盤、
39、指針組成。指針指到刻度盤的中央時,說明連接桿灑動點天平橫梁水平。橫梁兩端的刀口上分別放置一個托盤支架和托盤,托盤支架下面連一根豎桿。豎桿的下端鉸連一根連接桿,這根連接桿的中點可以繞著橫梁刀口正下方的活動點轉(zhuǎn)動。橫梁、豎桿和連接桿組成一平行四邊形機(jī)構(gòu),如圖所示。采用這種機(jī)構(gòu),可以使橫梁無論在什么位置上,托盤支架的豎桿都能保持豎直的方向。從而使天平的托盤能始終保持水平。2用天平稱量物體的質(zhì)量,實際上是被測物體通過橫梁與砝碼比較。所以砝碼的標(biāo)稱值是否準(zhǔn)確、天平是否等臂、橫梁轉(zhuǎn)動是否靈敏等,對測量結(jié)果影響較大。3天平的使用1)天平的調(diào)節(jié)把天平放在水平的臺面上。用鑷子將游碼輕輕撥至標(biāo)尺的0刻度處(最左端
40、)。調(diào)節(jié)橫梁上的平衡螺母,使指針對準(zhǔn)分度盤的0刻度,這表明天平橫梁平衡了。(2)天平的使用用已經(jīng)調(diào)節(jié)好的天平進(jìn)行稱量時,要把待測物體放在天平的左盤中。估計被測物體質(zhì)量的大小,按照從大到小的順序往天平的右盤中加減砝碼。當(dāng)加減砝碼不能使天平平衡時,要用鑷子輕撥標(biāo)尺上的游碼,使天平平衡。天平平衡后,被測物體的質(zhì)量就等于砝碼的總質(zhì)量加上游碼所示質(zhì)量。(3)測量完畢,應(yīng)將砝碼用鑷子夾著放回砝碼盒內(nèi),再整理好其他實驗器材。4注意事項(1)天平的兩臂長度相等,在左盤中放待測物體,在右盤中放砝碼,當(dāng)天平平衡時,被測物體的質(zhì)量就等于右盤中砝碼的質(zhì)量。為了使天平能分辨出比最小砝碼更小的質(zhì)量,天平上還配備了游碼,游
41、碼每向右移動一格,就相當(dāng)于往右盤中添加一個小砝碼,天平平衡時,被測物體的質(zhì)量就等于右盤中砝碼的質(zhì)量與標(biāo)尺上游碼所對應(yīng)的刻度值之和。(2)在使用天平時,應(yīng)把待測物體放在左盤中,把砝碼放在右盤中,這樣做的主要原因是:一是由天平的讀數(shù)原理決定的,若把待測物體放在右盤,天平平衡時,被測物體的質(zhì)量應(yīng)等于左盤中砝碼的質(zhì)量減去游碼所對應(yīng)的刻度值;二是人們用右手來加、減砝碼比較方便;三是砝碼有了自己固定的位置可以保持砝碼的清潔不被損壞。(3)天平所能稱量的最大質(zhì)量叫做天平的“稱量”,被測物體的質(zhì)量不能超過天平的“稱量”值,否則,會損壞天平支點處的刀口,影響天平測量的精度。天平的稱量的大小在儀器的標(biāo)簽和說明書中
42、有標(biāo)示。一般等于砝碼盒內(nèi)砝碼的總質(zhì)量。(4)不能用手觸摸砝碼,是因為手上有汗泥,容易將砝碼弄濕、弄臟,從而使砝碼生銹,使其質(zhì)量發(fā)生變化,影響測量的精度。加、減砝碼要用鑷子,用鑷子夾砝碼時,鑷子的凹的一側(cè)應(yīng)向上。(5)潮濕的物體和化學(xué)藥品容易腐蝕天平托盤,不能直接放到天平的盤中。(6)往右盤中加砝碼時,應(yīng)該先加質(zhì)量較大的砝碼。砝碼放在盤的中心位置。大小砝碼同時使用時,應(yīng)將大砝碼放在中間,小砝碼放在大砝碼的周圍。(7)天平平衡的標(biāo)志是“橫梁靜止時指針指在分度盤的中央”,在實際測量時,不必等到天平橫梁靜止,只要指針左右擺動的幅度相等,就可以認(rèn)為天平已經(jīng)平衡。(8)注意砝碼盒內(nèi)砝碼大小的配置特點,與人
43、民幣的配置相同,采用“1,2,5”制。(9)采用“積少成多,測多算少”方法??梢杂锰炱綔y量一張紙、一枚大頭針的質(zhì)量。(10)用天平測量液體的質(zhì)量時,應(yīng)該先測出空燒杯的質(zhì)量,再測燒杯和液體的總質(zhì)量,可以避免由于燒杯壁上粘有液滴而帶來的測量誤差。(11)若將平衡螺母左右移至盡頭天平仍不得平衡,則應(yīng)檢查:天平托盤位置是否放錯(應(yīng)將“1”號載物盤放置左方,“2”號載物盤放置右方);天平刀口是否確實正落在刀槽中;指針及活動部分有無摩擦阻礙,尤其是刀槽必須清除塵垢,切忌涂抹潤滑油。(12)天平在未達(dá)到平衡時,根據(jù)指針左右擺動的度數(shù)之差,并結(jié)合天平的感量,可以估算出被稱量物體和與其平衡的砝碼的質(zhì)量差。例如,
44、指針向右偏4分度,向左偏1分度,差為3分度,大約可停在右邊1.5分度處。若天平的感量為0.2克,則被稱量物體和與其平衡的砝碼的質(zhì)量差約為0.2克X1.5=0.3克。這樣,可以再加約0.3克的砝碼或移動游碼約在0.3克處,即可使天平平衡二、物理天平的使用物理天平的測量精度比托盤天平高,操作要求比較高,中學(xué)一般不用。物理天平的構(gòu)造物理天平的構(gòu)造如圖,由四大部件組成:橫梁、支柱、天平盤和底板。橫梁:左、中、右刀口和刀承,游碼及游碼標(biāo)尺,橫梁調(diào)節(jié)螺母。支柱:止動旅鈕,重垂線,橫梁平衡指針和標(biāo)尺。天平盤:吊耳、吊環(huán)及吊盤,注意它們的標(biāo)號。底板:小錐體(或氣泡水準(zhǔn)),調(diào)節(jié)水平螺釘。2天平的安裝用棉紗將天平
45、的各部件擦拭干凈,并按要求裝好,注意橫梁左、右兩邊的部件不能互換(左“1”右“2”);用止動旋鈕使橫梁起落幾次,調(diào)節(jié)橫梁支承螺旋,使橫梁起落時不扭動,落下后,中刀口能夠離開中刀承,天平盤剛好落在底座上。天平的調(diào)節(jié)調(diào)底板水平:調(diào)節(jié)底板螺釘,使底板水平(用重垂線或氣泡水準(zhǔn)檢驗)。調(diào)節(jié)前教師可先分別抬高底板的左、右、前、后端,讓學(xué)生觀察這時重錘與小錐體的相對位置,從而了解怎樣調(diào)節(jié)螺釘。調(diào)橫梁平衡:將游碼移到橫梁零刻度線,調(diào)節(jié)橫梁平衡螺母,使橫梁平衡。調(diào)節(jié)時應(yīng)注意使用止動旋鈕,并強(qiáng)調(diào)指出指針總是偏向質(zhì)量較小的一邊。天平的使用(1)根據(jù)一般習(xí)慣,待測物體放在左盤,砝碼放在右盤。(2)左手轉(zhuǎn)動止動旋鈕升降
46、天平,右手用鑷子加減砝碼,注意先估測物體質(zhì)量,再按由大到小的順序加減砝碼。(3)天平平衡后,讀出砝碼總質(zhì)量再加游碼所示質(zhì)量。讀數(shù)時可以一面取出砝碼,一面記下所取砝碼質(zhì)量。(4)對于質(zhì)量小于1克的物體,可直接用游碼稱量。注意事項(1)幾個需要弄清的問題:游碼標(biāo)尺的最大讀數(shù)和每一格的稱量值,游碼讀數(shù)基準(zhǔn)線(一般為游碼左側(cè));用氣泡水準(zhǔn)調(diào)節(jié)底板水平的方法;天平的維護(hù)事項。(2)學(xué)生使用天平易犯的錯誤:調(diào)水平和調(diào)平衡的順序顛倒;調(diào)水平后的天平隨意移動位置;在調(diào)平衡時游碼未放到零位置;不遵從由大到小的順序選用砝碼;各組之間互借互換砝碼,砝碼從秤盤取出后不直接放入砝碼盒;測量過程中再動平衡螺母;不降下天平
47、橫梁就移動游碼;不降下天平橫梁就向秤盤內(nèi)增減物體或增減砝碼。附錄2:密度的測量一、用天平和量筒測量密度1實驗原理:用天平測出固體或液體的質(zhì)量m,用量筒或量杯測出固體或液體m的體積V,由公式p=v可以算出待測物體的密度。2在測量固體的密度時,應(yīng)該先測質(zhì)量,后測體積,可以避免由于固體上沾水而影響質(zhì)量測量的精度。在測量液體的密度時,應(yīng)先稱出液體和杯的總質(zhì)量m,將適量的液體倒入1量筒中讀出體積V后,再稱量剩余液體和杯的質(zhì)量m,則倒入量筒中體積為V的2液體的質(zhì)量為m二m-m;如果先稱出空杯的質(zhì)量m;,再向杯子中倒入液體,121稱出杯子和液體的總質(zhì)量m2,最后把杯子中的液體倒入量筒中測出液體的體積V,由于
48、杯子壁上不可避免地要殘存一些液體,這樣倒入量筒中體積為V的液體質(zhì)量要小于m=mm,而帶來測量誤差。214用量筒測量密度小于水的固體的體積時,可在其下方懸掛一個金屬塊,先讓金屬塊全部浸入水中,記下水面的位置;再將蠟塊浸入水中,記下水面的位置,兩次示數(shù)的差值即為蠟塊的體積。5關(guān)于誤差的討論:Am2AV、(1)測量固體密度時,相對誤差公式為5=(+),相對誤差主mV-V12要來自于體積的測量。- -/2AmAVX(2)測量液體的密度時,對誤差公式為5=(+),相對誤差m-mV12主要來自于體積的測量。(3)天平的測量精度較高,誤差的主要來源是體積的測量,為了減小測量的相對誤差,測量對象應(yīng)選擇盡可能大
49、一些的物體。二、密度測量的其他方法對于幾何形狀規(guī)則的物體,例如長方體、正方體、圓球、圓盤、圓柱體圓錐、棱錐、梯形物體等等,都可以先測量有關(guān)的長度、高度式計算出它們的體積,然后在天平上稱出它們的質(zhì)量,由密度m公式求出它們的密度。如何測量木塊的密度?由于木塊吸水,因此測量時應(yīng)先稱出其質(zhì)量。然后放入杯中用重物壓入水中浸泡幾分鐘,待木塊吸滿水后在杯壁上標(biāo)志出水面的位置。撈出木塊(若用鐵塊壓木頭應(yīng)將鐵塊仍放入水中),用量筒量水加到杯中,直到水面升至原來所做標(biāo)志處。量杯所加的水的體積等于木塊的體積。如何測量食鹽的體積?提示:食鹽溶于水,所以不能借助水來測量。當(dāng)食鹽是粉末狀時,直接放入量筒測量。當(dāng)食鹽是大塊
50、時,可借助細(xì)沙和量筒進(jìn)行測量。用密度計測液體密度這種儀器,不必先測出液體的質(zhì)量和體積,也不必經(jīng)過計算,可以直接讀出所測液體的密度來。它是根據(jù)阿基米德定律制成的儀器。這種儀器是一個密封的玻璃管(右圖),刻度部分的玻璃管做的比較細(xì),這樣可以分辨清楚微小的密度差別。為使測量時玻璃管豎直立在液體中,在底部有一個球形容器,里邊裝有水銀或鉛粒使整體重心降低,增加了穩(wěn)度。這種儀器的刻度有兩個特點:一是密度愈小的刻度愈高(這是由于儀器在密度愈小的液體中浸入的體積愈大);二是刻度的距離不均勻,上面的刻度間隔大,下面的刻度間隔小。測量時,將儀器放入被測液體中,等儀器浮立靜止后,與液面相對齊的刻度,就是該種液體的密
51、度值。用比重瓶測液體密度在細(xì)頸上有一環(huán)形記號的小玻璃叫比重瓶(如下圖)。先用天平稱量出空瓶的質(zhì)量m0。在瓶內(nèi)盛上水面到環(huán)形記號的純水,再稱出總質(zhì)量m”則純水質(zhì)量為mi一mo倒出水,換上要測密度的液體(例如煤油、酒精),使液面仍在環(huán)形記號。再稱出總質(zhì)量m2,則被測液體質(zhì)量為m2m0。因被測液體與水的體積相等。故被測液體的密度由于水的密度為1(克厘米3),故應(yīng)注意的是:在這種實驗中,所用水不在4C,并且含有一定的雜質(zhì),因此水的密度近似等于1(克厘米3)。用同樣的方法可以測出任意兩種液體的相對密度值來。如果沒有細(xì)頸玻璃瓶,可將一般廣口瓶上加一橡膠塞子,在塞子中央插一根細(xì)玻璃管。利用液體的壓強(qiáng)相等測量
52、密度找一直徑24厘米,長12厘米兩端開口的玻璃管,在下端扎上有彈性的薄膜,扎時應(yīng)注意松緊合適。將被測液體注入管子內(nèi)一定高度,薄膜會向外突出,然后由一名學(xué)生手握玻璃-23- -管插入盛有清水的玻璃缸內(nèi)(如上圖)。隨著插入水中深度的增加,薄膜突出程度減小。當(dāng)插到一定深度時,薄膜變平,即管內(nèi)液體對薄膜向下的壓強(qiáng)和缸內(nèi)水對薄膜向上的壓強(qiáng)相等。然后另一學(xué)生用刻度尺量出管內(nèi)液柱高度h,和從薄膜平面算起水的高度h2(或者事先在玻璃管、缸外貼上帶刻度的方格紙)。利用浮力相等測量密度浮在液體中的物體,浮力與重力平衡。設(shè)平底玻璃管的底面積為S,浸入液體中的深度為h,則排開的液體重為戸(右圖)。同一支平底玻璃管在兩
53、種不同的液體中受到的浮力相等,則空二生口剝1=百摻嘰血俎從式中可以看出,玻璃管浸入液體的深度與液體的密度成反比。用這種方法可以求出酒精,煤油相對于水的密度來。(1)從方格紙上剪下一窄條,作為放入平底玻璃管中的標(biāo)尺紙。用少許膠水或漿糊將標(biāo)尺紙條固定在玻璃管的內(nèi)部,并使零標(biāo)度正好對準(zhǔn)管的底部。(2)將飽和食鹽水盛入高燒杯中,將足夠的鉛粒(或石子)放入平底玻璃管中(輕放,以免砸爛底),保證玻璃管正好豎直地浮立于鹽水中,并注意不要弄濕標(biāo)尺。(3)稍微多加一點鉛粒,并按上述次序再作一次實驗,重新得出h和h2的值。河南教育學(xué)院“部分聲學(xué)熱學(xué)力學(xué)”實驗作業(yè)紙(二)問題提出理解實驗原理是實驗成功的前提,了解實
54、驗中存在的問題,是實驗改進(jìn)的關(guān)鍵。只有了解實驗的原理以及實驗中存在的問題,才能完整把握實驗,掌握實驗的技巧。下列幾個實驗在初中物理中是比較難的實驗,下面我們一起做一探究。實驗?zāi)康?.探究溫度高低顯示的方法;檢測溫度計,觀察水的沸騰現(xiàn)象;晶體熔解實驗及其改進(jìn);探究真空不能傳聲實驗的技巧;馬德保半球?qū)嶒灱记商骄浚粍幽艽笮∨c哪些因素有關(guān)實驗演示的技巧。實驗器材溫度計,酒精燈,鐵架臺,燒杯,晶體熔解與凝固實驗器,運動和力的關(guān)系演示器一套,馬德保半球,真空不能傳聲實驗器一套,抽氣機(jī),硫代硫酸鈉等。實驗內(nèi)容實驗一觀察水的沸騰一、認(rèn)識和檢測溫度計你所使用的溫度計的分度值為,能測量的最高溫度為,最低溫度為。2
55、將幾個溫度計同時放在同一杯熱水中,看它們的讀數(shù)是否相同?3.通常的溫度計刻度較小,在做演示實驗時,學(xué)生不容易看到溫度計的刻度所以在做演示實驗時,需要放大。一種方法是借助于實物展示平臺,用攝像鏡頭把溫度計投影到大屏幕上;還有一種方法,就是增大測溫物質(zhì)的體積,把毛細(xì)管也相應(yīng)增粗,如在焦耳定律的演示實驗中,把燒瓶中裝滿煤油,然后用塞子密封,塞子上插有一根細(xì)玻璃管,用細(xì)玻璃管中液面高低的變化來顯示溫度的高低,同時也能顯示電流產(chǎn)生熱量的多少。當(dāng)然,為了增強(qiáng)可視性,需要將煤油染色。4氣體溫度計:歷史上第一個溫度計,就是伽利略的氣體溫度計,它是以氣體作為測溫物質(zhì),利用溫度對氣體壓強(qiáng)的影響來測量溫度,效果也比
56、較明顯,但是由于受到大氣壓強(qiáng)的影響,測量精度不高。5固體溫度計:測溫物質(zhì)是固體,利用固體某方面的性質(zhì)隨溫度變化來顯示溫度,如利用金屬鉑的電阻隨溫度變化的性質(zhì)可以測量溫度。二、觀察水的沸騰現(xiàn)象按照圖1所示,把鐵架臺組裝好。向燒杯中倒入多半杯熱水,把燒杯放在鐵架臺的石棉網(wǎng)上,杯口上蓋上硬紙片,把溫度計穿過紙板上的小孔插入水中。溫度計不要離杯底或杯壁太近。點燃酒精燈,通過石棉網(wǎng)對盛水的燒杯加熱,注意觀察溫度計溫度的變化和水中氣泡的變化。3當(dāng)水溫接近90C時,每隔lmin記錄一次水的溫度,直到水沸騰5min后停止,把溫度值記錄在下列的表格中。移去酒精燈,停止加熱,觀察沸騰是否繼續(xù)。整理器材。時間(mi
57、n)開始12345678溫度(C)水中產(chǎn)生氣泡情況沸騰前沸騰后水面情況沸騰前沸騰后7.由圖像可知,沸騰前對水加熱,水的溫度;當(dāng)水溫達(dá)到.時間C時水開始沸騰。沸騰后繼續(xù)加熱,水的溫度;停止對水加熱,水的沸騰,說明水沸騰時需要不斷熱量。附錄1:觀察水的沸騰實驗指導(dǎo)沸水的溫度很高,容易燙傷;酒精容易燃燒,酒精燈使用不當(dāng)容易引起火災(zāi);實驗中,要按照操作規(guī)則謹(jǐn)慎操作。為了節(jié)省實驗時間,可向燒杯中倒入8090C左右的熱水,杯口要蓋一張硬紙片以減少散熱損失。實驗中要仔細(xì)觀察水中氣泡的變化情況,全面觀察氣泡產(chǎn)生的位置、大小的變化、響聲等情況,提高觀察能力,能從觀察到的現(xiàn)象中總結(jié)出規(guī)律??吹降默F(xiàn)象是:氣泡首先在
58、燒杯的底部或器壁處形成,在上升的過程中逐漸減小,消失并伴有響聲,這時水還沒有沸騰;當(dāng)氣泡上升的過程中逐漸增大,能升至水面破裂,水就沸騰了。即所謂的“開水不響,響水不開”可以這樣解釋:由于水是熱的不良體,燒杯內(nèi)不同地方的水溫度不同,接近燒杯壁處水溫最高,當(dāng)水溫升高到水的飽和氣壓等于外界的大氣壓時,水的汽化過程不僅在水的表面進(jìn)行,而且也在水的內(nèi)部進(jìn)行,內(nèi)部汽化的水蒸氣首先進(jìn)入空氣泡內(nèi),使空氣泡變大上升。氣泡一邊上升,一邊上下振動,若上層的水溫較低,大部分氣泡在水內(nèi)壓力下破裂,其破裂聲和振動聲又與容器產(chǎn)生共鳴,所以聲音很大。水沸騰后,上下等溫,氣泡上升的過程中隨著外界壓強(qiáng)的減小體積增大,在浮力作用下
59、一直加速升到水面才破裂開來,將內(nèi)部的水蒸氣釋放出來,水就沸騰了。酒精燈在使用時要注意:(1)絕對禁止用一個酒精燈引燃另一個酒精燈。(2)用完酒精燈后必須用燈帽蓋滅,不能用口吹。(3)萬一灑出的酒精在桌面上燃燒起來,不要驚慌,應(yīng)立即用濕抹布撲蓋。(4)酒精燈外焰的溫度比內(nèi)焰高,加熱時應(yīng)該用外焰。如果燒杯擦得特別干凈或燒杯中的水曾煮開過,這時,由于氣泡產(chǎn)生條件不足,致使沸騰時氣泡發(fā)生不太劇烈。如在水中投入少許碎瓦粒,則沸騰現(xiàn)象格外醒目。實驗前要對全部的溫度計進(jìn)行檢查。雖然溫度計出廠時規(guī)定溫度誤差不超過0.5C,但是,實際使用溫度計測量沸水的溫度時,相同條件下差異可能達(dá)到2C以上;所以,實驗前應(yīng)該把
60、所有的溫度計放入沸騰的水中進(jìn)行檢查,將誤差大的溫度計剔去不用,以免影響實驗的結(jié)果。純水在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點為100C,在對熱水加熱的過程中,為了減小散熱損失,杯口上蓋上硬紙片,如圖所示。這樣當(dāng)燒杯內(nèi)的水沸騰時,水面上方氣體的壓強(qiáng)將大于一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,從而使沸點升高。待水快沸騰時,應(yīng)將紙片拿掉。水的沸點與外界大氣壓有關(guān)。實驗效果不佳的原因探究:(1)按照課本實驗器材安裝并實驗,時間比較長;沸騰時現(xiàn)象不明顯(如沸騰時劇烈程度不夠等)。原因是:酒精燃燒產(chǎn)生的熱量首先傳給石棉網(wǎng),石棉網(wǎng)在向燒杯傳熱的同時,也向周圍環(huán)境散熱;隨著燒杯及燒杯中的水溫度的升高,散熱也越來越多,當(dāng)吸收的熱量與向外界散發(fā)的熱
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年無菌包裝用包裝材料項目規(guī)劃申請報告模范
- 2025年健康護(hù)理產(chǎn)品購銷合同書樣本
- 2025年新股權(quán)分配策劃協(xié)議
- 2025年環(huán)境有害生物防治合同
- 2025年健身房個人教練聘請合同范本
- 2025年子女撫養(yǎng)費用分擔(dān)策劃協(xié)議
- 2025年共同研發(fā)知識產(chǎn)權(quán)合同
- 2025年合作雙方產(chǎn)品協(xié)議范本
- 2025年全年圖書選購合作協(xié)議書樣本
- 2025年公園景觀照明設(shè)備定期維護(hù)服務(wù)申請協(xié)議
- 【完整版】防洪防汛應(yīng)急(含人員避險轉(zhuǎn)移)預(yù)案
- 大型活動標(biāo)準(zhǔn)化執(zhí)行手冊
- (完整版)電梯的鋼結(jié)構(gòu)施工方案
- 中國近現(xiàn)代史綱要ppt全共64頁課件
- 工程勘察設(shè)計收費標(biāo)準(zhǔn)快速計算表(EXCEL)
- 甲基乙基酮2-丁酮MSDS危險化學(xué)品安全技術(shù)說明書
- 腰椎間盤突出癥(腰痹病)中醫(yī)臨床路徑
- 裝飾施工進(jìn)度計劃網(wǎng)絡(luò)圖及橫道圖
- 【大學(xué)】擠出管材(P64)ppt課件
- 實木電腦桌書桌安裝圖
- 大學(xué)物理課后習(xí)題答案北京郵電大學(xué)出版社
評論
0/150
提交評論