中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)緒論市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、中 學(xué) 生 夏令 營(yíng)物理試驗(yàn)緒 論周 進(jìn)七月十四日第1頁(yè)第1頁(yè)夏令營(yíng)目的1。培養(yǎng)學(xué)生試驗(yàn)動(dòng)手能力學(xué)會(huì)一些簡(jiǎn)樸試驗(yàn)儀器使用通過(guò)試驗(yàn)加深對(duì)一些物理概念理解以及它們應(yīng)用2。為物理競(jìng)賽做試驗(yàn)方面準(zhǔn)備（本次安排試驗(yàn)是依據(jù)江蘇省物理競(jìng)賽中對(duì)試驗(yàn)要求進(jìn)行。）第2頁(yè)第2頁(yè)夏令營(yíng)注意事項(xiàng)：1。同窗在夏令營(yíng)期間外出需要書(shū)面請(qǐng)假。 請(qǐng)假條能夠請(qǐng)同窗轉(zhuǎn)交潘永華老師（在玉輝樓B413試驗(yàn)室） 如事情比較急請(qǐng)先電話請(qǐng)假（潘永周2。由于天氣比較熱，同窗試驗(yàn)結(jié)束后，能夠在完畢試驗(yàn)試驗(yàn)室中自習(xí)和休息，在正常試驗(yàn)時(shí)間進(jìn)入下一個(gè)試驗(yàn)室。大家要愛(ài)護(hù)試驗(yàn)儀器確保后面同窗試驗(yàn)正常進(jìn)行。

2、第3頁(yè)第3頁(yè)3。 晚上10點(diǎn)前回到宿舍，試驗(yàn)室管理人員清點(diǎn)人數(shù)，10：30分負(fù)責(zé)老師檢查。4。身體如有不適，能夠去校醫(yī)院，試驗(yàn)時(shí)向帶試驗(yàn)老師反應(yīng)，晚上向宿舍管理員反應(yīng)。5。注意飲食衛(wèi)生，不要洗冷水澡，保管好自己錢(qián)物。不要玩電梯。6。宿舍由于磁卡管理，同窗們進(jìn)出宿舍需要掛牌子，打開(kāi)水和洗澡去管理室用身份牌換磁卡，請(qǐng)同窗節(jié)約用水。7.飯票請(qǐng)依據(jù)需要購(gòu)買(mǎi)。第4頁(yè)第4頁(yè)8.宿舍安排到20日中午，需要延長(zhǎng)請(qǐng)?zhí)崆叭炫c潘永華老師聯(lián)系。9。作習(xí)時(shí)間：每個(gè)試驗(yàn)2.5小時(shí) 天天早晨、下午、晚上安排三個(gè)試驗(yàn)。時(shí)間 早晨9：00（試驗(yàn)室普通8：40開(kāi)門(mén)） 下午2：00 晚上5：30注意：早晨老師乘校車(chē)來(lái)學(xué)校，也許由

3、于堵車(chē)來(lái)遲，請(qǐng)同窗們等一下，不要走遠(yuǎn)。10.不住宿同窗回去時(shí)注意：D1線晚上8：00結(jié)束，地鐵10：00?？紤]安全，同窗最好結(jié)伴而行。第5頁(yè)第5頁(yè)一、物理競(jìng)賽基本情況二、試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)要求三、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析第6頁(yè)第6頁(yè)一、物理競(jìng)賽基本情況全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽分三個(gè)階段： 預(yù)賽： 由各地級(jí)市組織（僅考理論）其中6參 加 復(fù)賽。 復(fù)賽 由各省物理學(xué)會(huì)組織 由理論和試驗(yàn)兩部 分構(gòu)成，江蘇省由理論考試前200名左右 學(xué)生參與試驗(yàn)考試 （其中理論160分，試驗(yàn)40分，考試時(shí)間各為3小時(shí)） 決賽 各省復(fù)賽前3名獎(jiǎng)勵(lì)名額理論命題由主辦省市組織，今年是北京大學(xué)負(fù)責(zé)第7頁(yè)第7頁(yè)江蘇情況江蘇中學(xué)生物理競(jìng)賽在全國(guó)水平比較

4、高，在與其它學(xué)科比較口碑也比較好。 在過(guò)去幾年中共取得國(guó)際金牌5塊 亞洲金牌7塊，派出學(xué)生所有取得了金牌。這在各省中是最好。 江蘇省每年約5萬(wàn)學(xué)生參與，參與復(fù)賽大約3000人，一等獎(jiǎng)300名左右，（去年大約50名能夠有保送資格）。二等獎(jiǎng)2030。第8頁(yè)第8頁(yè)試驗(yàn)內(nèi)容、地點(diǎn)二、試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)要求試驗(yàn)一 光電效應(yīng) 丙319試驗(yàn)二 球形界面上反射和折射 丙321試驗(yàn)三 透鏡組基點(diǎn)測(cè)量 丙320試驗(yàn)四 單縫衍射 丙323試驗(yàn)五 楊氏模量 丙301試驗(yàn)六 拉脫法測(cè)表面張力系數(shù) 丙302試驗(yàn)七 混合量熱法測(cè)定冰熔解熱 丙302 試驗(yàn)八 物體冷卻規(guī)律研究 丙303第9頁(yè)第9頁(yè)試驗(yàn)九 聲速測(cè)量 乙316試驗(yàn)十

5、二極管伏安特性測(cè)量 乙314試驗(yàn)十一 電表改裝 乙307試驗(yàn)十二 示波器（黑盒子） 乙316試驗(yàn)十三 地磁水平分量測(cè)量 乙309試驗(yàn)十四 霍爾效應(yīng)研究 乙314試驗(yàn)十五 牛頓環(huán)測(cè)定透鏡 丙322試驗(yàn)十六 測(cè)定玻璃折射率 丙317試驗(yàn)十七 奧賽講座 丙309試驗(yàn)十八 物理演示試驗(yàn) 丙309第10頁(yè)第10頁(yè)試驗(yàn)循環(huán)表1181312234511876161514910117第11頁(yè)第11頁(yè)試驗(yàn)要求試驗(yàn)分三個(gè)階段： 預(yù)習(xí)、試驗(yàn)、匯報(bào) 預(yù)習(xí)階段： 需要將所做試驗(yàn)預(yù)習(xí)一遍，準(zhǔn)備好預(yù)習(xí)匯報(bào)，包括試驗(yàn)題目、目的和使用儀器（該部分能夠作為正式匯報(bào)一部分）。第12頁(yè)第12頁(yè)試驗(yàn)階段： 老師解說(shuō)15分鐘 主要是試驗(yàn)

6、原理和儀器使用 同窗要注意儀器使用辦法，按試驗(yàn)要求進(jìn)行操作，試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)必須用有色筆統(tǒng)計(jì)，與試驗(yàn)匯報(bào)同時(shí)交，老師將當(dāng)場(chǎng)面批。試驗(yàn)完畢后，必須將試驗(yàn)儀器整理好才干離開(kāi)試驗(yàn)室。第13頁(yè)第13頁(yè)試驗(yàn)匯報(bào)要完整：包括題目、目的、儀器、（請(qǐng)大家試驗(yàn)前完畢）原理 （老師解說(shuō)時(shí)統(tǒng)計(jì)），其中原理應(yīng)列出主要理論公式和試驗(yàn)線路圖。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理。數(shù)據(jù)處理有代數(shù)式和算術(shù)式和結(jié)果，注意有效位數(shù)。也許話，需要給出試驗(yàn)測(cè)量誤差。第14頁(yè)第14頁(yè)試驗(yàn)匯報(bào)中圖表要求列表：能夠?qū)⑽锢砹恐g同樣相應(yīng)關(guān)系簡(jiǎn)明、醒目，有助于發(fā)覺(jué)其間規(guī)律，比如遞增或遞減。要注意：（1）表格設(shè)計(jì)（2）欄目中物理量注明名稱和單位（3）順序與測(cè)量順序一致。

7、第15頁(yè)第15頁(yè)作圖辦法和規(guī)則物理量列表坐標(biāo)選擇 物理量 單位 試驗(yàn)測(cè)量點(diǎn)標(biāo)定符號(hào)連線辦法注明試驗(yàn)條件和從圖上取得一些有用參數(shù)標(biāo)定圖名稱及其必要闡明第16頁(yè)第16頁(yè)電流I/mA1.02.03.01020 30 4050A(I1,V1)B(I2.V2)電壓U/V圖一 交流回路中電壓與電流關(guān)系第17頁(yè)第17頁(yè)三、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1。測(cè)量與誤差2。誤差計(jì)算基本辦法3。有效數(shù)字基本知識(shí)第18頁(yè)第18頁(yè)1。測(cè)量與誤差 （1） 真值、測(cè)量值和誤差 物理試驗(yàn)中離不開(kāi)對(duì)物理量測(cè)量真值: 反應(yīng)物理量客觀存在真實(shí)數(shù)值，用A表示。 試驗(yàn)中常以原則值或理論值或平均值代替真值。 測(cè)量值: 用試驗(yàn)手段測(cè)量出來(lái)值用X表示 測(cè)量

8、誤差測(cè)量值真值 XXA 第19頁(yè)第19頁(yè)xaxaxaxaxaxa精密度低 精密度高 準(zhǔn)確度低 準(zhǔn)確度高準(zhǔn)確度低 準(zhǔn)確度高(2) 測(cè)量精密度、準(zhǔn)確度、準(zhǔn)確度第20頁(yè)第20頁(yè) （3）系統(tǒng)誤差和偶然誤差 系統(tǒng)誤差： a）儀器誤差 如電表刻度不準(zhǔn)，天平不等臂、砝碼質(zhì)量不準(zhǔn)確等。 b）辦法誤差 比如，單擺周期計(jì)算公式成立條件是擺角趨于零，再加上公式中沒(méi)有考慮空氣浮力和擺線質(zhì)量影響等原因，這就決定了測(cè)量結(jié)果必定存有誤差。 第21頁(yè)第21頁(yè)c）個(gè)人誤差 由于人心里和生理原因試驗(yàn)時(shí)反應(yīng)和感覺(jué)靈敏度差別產(chǎn)生誤差。d）環(huán)境誤差 測(cè)量時(shí)周?chē)h(huán)境如溫度、氣壓、振動(dòng)電磁場(chǎng)等影響與原則狀態(tài)不一致產(chǎn)生誤差。 普通來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)

9、誤差能夠設(shè)法減小或部分加以消除。第22頁(yè)第22頁(yè)偶然誤差偶然誤差： 又稱隨機(jī)誤差。如試驗(yàn)環(huán)境溫度起伏，空氣不規(guī)則流動(dòng)，電源電壓隨機(jī)微擾，等等，但有一定統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 設(shè)物理量真值A(chǔ)0，測(cè)量量Ai，依據(jù)誤差定義，各次測(cè)量誤差 xi = AiA0 i = 1, 2 , , n第23頁(yè)第23頁(yè)2.誤差計(jì)算基本辦法1 ) 直接測(cè)量誤差計(jì)算 設(shè)物理量真值A(chǔ)，測(cè)量量Xi，依據(jù)誤差定義，各次測(cè)量誤差 Xi = XiA i = 1, 2 , , n第24頁(yè)第24頁(yè)a）單次測(cè)量 可按儀器注明誤差作為單次測(cè)量誤差，或者取儀器上最小刻度二分之一作為單次測(cè)量誤差。比如： LL L（287.50.5）mm第25頁(yè)第25頁(yè)平

10、均值：普通來(lái)說(shuō)算術(shù)平均值是測(cè)量最佳值或近真值。算術(shù)平均偏差：b）多次測(cè)量第26頁(yè)第26頁(yè) 用算術(shù)平均偏差表示： 用原則差表示： 當(dāng)測(cè)量數(shù)足夠多時(shí)，隨機(jī)誤差滿足一定分布。通慣用平均值原則偏差來(lái)表示：2 ) 物理量（測(cè)量結(jié)果）表示：第27頁(yè)第27頁(yè)絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差絕對(duì)誤差（誤差）：相對(duì)誤差（百分誤差）：x第28頁(yè)第28頁(yè)誤差計(jì)算原則： 當(dāng)間接測(cè)量誤差計(jì)算中 含加減運(yùn)算時(shí)，先計(jì)算絕對(duì)誤差,后計(jì)算相對(duì)誤差較為以便。 當(dāng)計(jì)算公式中含有乘除，乘方或開(kāi)方運(yùn)算時(shí)，先算相對(duì)誤差，后算絕對(duì)誤差較為以便。第29頁(yè)第29頁(yè)例：N=A B相對(duì)誤差為：若 N=A / B 同樣可推導(dǎo)出相同結(jié)論：乘除運(yùn)算相對(duì)誤差等于各直接

11、測(cè)得量相對(duì)誤差之和。第30頁(yè)第30頁(yè)1)有效數(shù)字定義測(cè)量結(jié)果中數(shù)位可靠數(shù)字和一位含有誤差可疑數(shù)字，統(tǒng)稱為測(cè)量結(jié)果有效數(shù)字。（a）測(cè)量結(jié)果是4.5厘米，兩位有效數(shù)字。（b）測(cè)量結(jié)果為4.48厘米，三位有效數(shù)字。普通來(lái)說(shuō)，可疑數(shù)字只取一位。3.有效數(shù)字基本知識(shí)第31頁(yè)第31頁(yè)2)幾點(diǎn)應(yīng)注意問(wèn)題1、有效數(shù)字位數(shù)和小數(shù)點(diǎn)位置無(wú)關(guān)比如： 8.37cm = 0.0837m，依然是三位有效數(shù)字。1.000c m 與1.0cm二者測(cè)量準(zhǔn)確度不同 。在測(cè)量結(jié)果單位變換中，有效數(shù)字位數(shù)不變。2、不論直接或間接測(cè)量結(jié)果，其有效數(shù)字位數(shù)取舍最終依據(jù)是：末位可疑數(shù)字必須與誤差所在位對(duì)齊如，經(jīng)計(jì)算得出某體積測(cè)量結(jié)果10.67cm3,而誤差是0.3cm3，則最終結(jié)果應(yīng)為 (10.70.3)cm3。3、普通來(lái)說(shuō)，絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差都只取一位有效數(shù)字。假如相對(duì)誤差超出10，可取二位第32頁(yè)第32頁(yè)3)有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則1、可靠數(shù)字與可靠數(shù)字相運(yùn)算，其結(jié)果仍為可靠數(shù)字2、可靠數(shù)字與可疑數(shù)字相運(yùn)算，或可疑數(shù)字之間相運(yùn)算，其結(jié)果均為可疑數(shù)字。（進(jìn)位除外）3、運(yùn)算結(jié)果普通只保留一位可疑數(shù)字。末尾多出可疑數(shù)字取消時(shí)，普通可采用“四舍六入”五湊偶原則。例：將下列數(shù)據(jù)保持四位有效數(shù)字。3.14159 3.142 2.71729 2.7174.51050 4.510 3.21550 3.216第33頁(yè)第