[来源:学。科。网] 1．当红、黑表笔相接时（图甲），相当于被测电阻Rx=0，调节R的阻值，使E?Ig，则表头的指针指到满刻度，所以指针指在电流的满Rg?r?R?Rx偏处，定为电阻刻度的零点。Rg+r+R是欧姆表的内阻。 2．当红、黑表笔不接触时（图乙），相当于被测电阻Rx=∞，电流表中没有电流，表指针不偏转，此时指针所指的位置定为电阻刻度的∞点。 3．当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时（图丙），通过表头的电流I?E，改变Rx，电流I随着改变，每个Rx值都对应一个电流Rg?r?R?Rx值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值。 4．当Rx=Rg+r+R时，指针半偏，令欧姆表内阻R内=Rg+r+R，则当指针半偏时，表盘的中值电阻R中=R内=Rg+r+R。 讨论交流：教材68页讨论交流 特别提醒： 由于I与Rx不成线性关系，所以欧姆表的刻度是不均匀的，从表盘上看，“左密右疏”，电阻零刻度是电流最大刻度，电阻“∞”刻度是电流零刻度。 二 多用表： 1、介绍多用电表的的结构及使用说明：（分别用课件中的图形举例解释每个说明点：形象直观，易理解） （1）使用多用电表前，应检查指针是否停在刻度线左端的“0”位置，如果没有停在“0”位置，要用螺丝刀轻轻转动机械调零旋纽，使指针指零刻度。 （2）将红、黑测试表笔分别插入“+”“-”插孔。即电流必须从红表笔流入，从黑表笔流出。 （3）测量时要根据所需测量的电量，将功能选择开关旋转到相应的测量挡位和量程上。读数时，要读取跟功能开关挡位相应的刻度值。 （4）测量结束后，要将功能选择开关旋转到“OFF”处或交流电压挡的最大量程处即交流电压最高挡，并将表笔从插孔中拔出，若长期不用时应把电池取出。 高中物理 实验 教案 第46 页
活动一: 多用电表测量直流电压：（本实验测量的是小灯泡两端的电压） （课件演示）步骤： 1、将功能选择开关旋到直流电压挡。 2、根据待测电压的估计值选择量程。如果难以估测待测电压值，应按照从大到小的顺序，先将选择开关旋到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程再进行测量，让指针指在表盘中央附近，可使读数更准确一些。 3、测试时，用红、黑测试表笔使多用电表跟小灯泡H并联，注意使电流从“+”插孔流入多用电表，从“-”插孔流出多用电表检查无误后再闭合开关S，电路图见课本P69 4、根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。（结合课件练习测量电压时的读法） 温馨提示：无论是测量电流还是测量电压，都应该使指针偏转量尽量大一些，这样测量结果较准些。（练习巩固） 活动二: 多用电表测量直流电流： （课件演示）步骤： 1、将功能选择开关旋到直流电流挡。 2、根据待测电流的估计值选择量程。如果难以估测待测电流值，应按照从大到小的顺序，先将选择开关旋到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程再进行测量，让指针指在表盘中央附近，可使读数更准确一些。 3、多用电表直流电流挡与电流表原理相同，测量时应使电表与待测电路串联。 4、红表笔插入“+”插孔，黑表笔插入“-”插孔。测量时，使电流从红表笔流入（即红表笔接与电源正极相接的一端），从黑表笔流出（即黑表笔接与电源负极相接的一端）电路图见课本P69 5、多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流。测量电流时，应选择适当的量程，使表针偏转尽量大一些，测量结果比较准确。然后根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电流表的示数。（练习巩固） 温馨提示：在测量直流电压、电流读数时，一方面要注意功能选择开关指示的量程，另一方面从表头上选择一组便于读数的标度作为参考来读数。 活动三： 多用电表测量电阻： 怎样用多用电表测量定值电阻? （课件演示）步骤： ①机械调0(左侧0):用螺丝刀进行机械调0(左侧0)。 ②选挡:测电阻时选择合适的倍率。以使指针指在中央刻度范围,可用比估计值低1个数量级的倍率,如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。 ③电阻调0(右侧0):用(电阻)调0旋钮进行调0(表笔直接接触，指针指右侧0刻度)。 高中物理 实验 教案 第47 页
④测量:将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。 ⑤读数:将指针示数乘以倍率得测量值。 ⑥将选择开关调至 off 档或交流电压最高档位置。 测量二极管正反向电阻 首先说明：1、二极管具有单向导电性，加正向电压时电阻很小， 加反向电压时电阻很大。正反向电阻相差的越大说明二极管的质量就好。如果正反向电阻都小说明二极管可能短路；如果正反向电阻都大说明二极管可能断路。2、将多用电表打到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，由此可推断二极管极性。） （课件演示） 步骤： 1、选挡：把选择开关旋到欧姆挡上，并根据估测电阻值的大小，选择好选择开关的量程。 2、调零：把两根表笔接触，调整欧姆挡的调零旋纽，使指针指在电阻刻度的零位上。（注意：电阻挡的零位在刻度的右端） 3、测量和读数：把两只表笔分别与待测电阻的两端相接，进行测 量，表针示数乘以量程倍率数，即为待测电阻的阻值。量程挡位有 ×1,×10,×100等。即：被测电阻R=表盘刻度数×挡位倍率。（练习巩固） 温馨提示：测量时，应注意人身安全，不可用手接触表笔金属部分， 防止触电，以及引入误差。 布置练习：教材69页练习与评价 课题： 实验一：用打点计时器测速度 第 课时 总序第 个教案 高中物理 实验 教案 第48 页
课型： 实验 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日 课题： 实验一：用打点计时器测速度 第 课时 总序第 个教案 课型： 实验 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日 课题： 实验一：用打点计时器测速度 第 课时 总序第 个教案 课型： 实验 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日 高中物理 实验 教案 第49 页
课题： 实验一：用打点计时器测速度 第 课时 总序第 个教案 课型： 实验 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日 一、教材分析 打点计时器是高中一个重要的计时仪器，计时的同时还能记录物体的运动情况，这对高一新生来说是全新的。通过对打点计时器的了解，掌握其使用方法。平均速度和瞬时速度是本节的难点，教材用极限的思想，从平均速度过渡到瞬时速度。加强对瞬时速度的理解，拉近物理与生活、模型与实际的距离，培养学生从不同角度看同一问题的素养和学生的发散思维。用图像表示物理量的变化，在生活中是十分常见的方法，本书在这方面加强了很多。在过去教材中“用平滑曲线把点连起来”改换为“根据所描点子”的分布和走向尝试用条曲线来“拟合”这些测量点，即将验证性实验换为探究性实验，思路不一样、逻辑线索不一样。此外，让学生体会图象在反映两物理量关系时的优越性。本节内容从知识到能力要求均很高，特别对刚入高中的新生来说有难度，更具有吸引力和挑战性。 二、教学目标 （一）知识与技能 1．了解两种打点计时器的结构和工作原理。 2．会安装并使用打点计时器。 3．理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。 4．明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度—时间图象。 （二）过程与方法 1．通过学生自己看打点计时器的说明书，培养学生独立学习的能力。 2．通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。 3．通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。 4、体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑。 （三）情感、态度与价值观 1．感觉打点计时器的巧妙设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于生活实际的意识。 2．经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙。 3．培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。 三、教学重点 1．打点计时器的使用。 2．由纸带计算物体运动的瞬时速度。 3．画物体的速度—时间图象。 四、教学难点 高中物理 实验 教案 第1 页
1．对纸带数据的处理 2．画图象的方法。 五、教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。 六、教学过程 （一）课前活动 教师活动：课前布置学生预习本节实验。 学生活动：学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。 （二）进行新课 1、对“打点计时器的认识”的学习 教师活动：教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点部分 学生活动：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。 教师活动：指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据。 学生活动：动手练习使用打点计时器，打出几条纸带，讨论怎样获取数据，并用列表格的形式把数据列出。 教师活动：聆听学生回答，进行点评和指导。 学生活动：思考20页的思考与讨论：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？如果纸带上的点迹分布不均，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？ 教师活动：聆听学生回答，进行点评。 2、用打点计时器测量瞬时速度 教师活动：根据前面所学的瞬时速度的理论，引导学生怎样计算实际运动中物体的瞬时速度。教师巡回指导。 学生活动：讨论怎样获取数据，怎样根据自己的纸带计算不同时刻的瞬时速度并采用列表法有条理的列出。 3、用图象表示速度 教师活动：引导学生思考怎样画出速度—时间图象，为什么要用平滑的曲线“拟合”。 学生活动：根据前面计算的瞬时速度，画出速度—时间图象，同组各成员之间再次比较运动的区别，感受不同的运动规律。体会交流“拟合”的意义。 教师活动：聆听学生回答，点评。 （三）课堂总结、点评 1、打点计时器的原理构造（如图） 高中物理 实验 教案 第2 页
实验原理：（1）电磁打点计时器：它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器，当通过4—6V低压交流电时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点，这时，如果纸带运动 ，振针就在纸带上打出一系列点，当交流电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02s。 （2）电火花计时器：它是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50Hz时，它也是每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。 电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，比电磁打点计时器实验误差小。 打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间，如果把纸带跟物体连在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。 2、实验器材 电磁打点计时器（或电火花计时器）及纸带、刻度尺、电源、导线等。 3、纸带分析物体的运动情况并能计算平均速度。 （1）在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s（电源频率为50Hz），所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小。 （2）根据v=△x/△t，求出在任意两点间的平均速度，这里△x可以用直尺测量出两点间的距离，△t为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积。这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度。 4、粗略计算瞬时速度。 某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示。如图1.4-1， vE≈vDG，或vE=vDF。 说明：在粗略计算E点的瞬时速度时，可利用公式v=△x/△t来求解，但须注意的是，如果取离E点越接近的两点来求平均速度，这个平均速度越接近高中物理 实验 教案 第3 页
E点的瞬时速度，但是距离太小会使测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点。 5、v-t图象与其画法 为了更直观地反映物体的运动情况，我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。 以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。 6、注意事项 （1）电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用10V以下的交流电源；电火花计时器要使用220V交流电源。 （2）实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要进行调节或更换器材。 （3）使用打点计时器应先接通电源，待打点计时器稳定后再用手拉纸带。 （4）手拉纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集。 （四）实例探究 ☆打点计时器及应用 ［例1］一同学在使用打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短线，这可能的原因是（ ） A．接在直流电源上 B．电源电压不稳 C．电源频率不稳 D．打点针压得过紧 解析：A．接在直流电源上不会打点。A错。 B．打点与电压是否稳定无关，点痕重轻与电压有关。B错。 C．频率不同打的点仍为圆点。故C错。 D．打点针压得过紧。针和纸接触时间长，打出一些短线。D正确。 答案：D ☆打点计时器直接测量的量 ［例2］电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸 带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（ ） A．时间间隔 B．位移 C．加速度 D．平均速度 解析：从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间，因为两个点的时间间隔为0.02s.故A选项正确。 用刻度尺量一下任意两个点间的距离，就知道了物体的位移。故B选项正确。 从纸带上不能直接得到加速度、平均速度，只可以间接计算。故C、D选项错误。 答案：AB ［例3］ 用接在50 Hz 交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如下图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个高中物理 实验 教案 第4 页
记数点，分别标明0、l、2、3、4??，量得0与 1两点间距离x1=30mm，3与4两点间的距离x2=48mm，则小车在0与1两点间平均速度为 m／s。 解析：0～1两点间的平均速度v?x10.03??0.3m/s T0.1 七、作业 1．完成实验报告。 2．思考P22“说一说”栏目中提出的问题， 3．完成P24“问题与练习”中的问题。 4．阅读教材P23“科学漫步”《气垫导轨和数字计数器》短文，思考并回答文后提出的问题。 八、教学反思 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。 ★资料袋： 人们称摄影为瞬间艺术，但只有当高速摄影出现后，才有了真正意义上的瞬间摄影。普通闪光灯持续发光时间可达到1／20000 s，这对于拍摄体育运动等素材是够用了。然而子弹飞行时的速度少说也有数百米每秒，要想抓拍子弹运动的瞬间，曝光时间要用百万分之一秒的数量级。后来人们开始使用激光光源以达到在更短时间中发出更强烈的照明，才能清楚地将它的影像凝固在底片上。 高速摄影有广泛的用途。例如，在汽车的快速碰撞试验的研究中，人们先高中物理 实验 教案 第5 页
教学流程图 刺激对先 引起注意 告诉学生呈现刺激材料 前学习的 （组织上目标 （苹果电池提出回忆（复 课） 实验） 习） 评定行为 提供反馈（学提供学习指导学生实验 （今天学 生实验的特（可以用图像（培养动手能力到什么， 合作意识） 点，和数据处来帮助处理实表现如 理的好坏，引验数据） 何）小结 导更正） 教学活动 （一）引入新课 我们已经学习了闭合电路的欧姆定律，请大家写出有关的公式。 学生回忆并写出闭合电路欧姆定律公式。①E?U?Ir ②E?IR?Ir ③E?U?Ur ④RI?E R?r这节课我们就根据闭合电路的欧姆定律，来测量电池的电动势和内阻。并学习一种新的数据处理方法。 （二）进行新课 1、实验原理 提出问题：现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻，你需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？ 学生讨论后，可以得到多种实验方案。 （1）用电压表、电流表、可变电阻（如滑动变阻器）测量。如图2.9-1所示： 原理公式：E?U?Ir（红笔标示） （2）用电流表、电阻箱测量。如图2.9-2所示： 原理公式：E?IR?Ir 高中物理 实验 教案 第41 页 （3）用电压表、电阻箱测量。如图2.9-3所示： 原理公式：E?U?Ur R这几种方法均可测量，今天我们这节课选择第一种测量方案。通常称为伏安法。 2、实验方法 教师：引导学生阅读教材70页相关内容，回答问题。 （1）用水果电池的优点是什么？电源的正负极如何鉴别？其内阻与哪些因素有关？实验过程中会有何变化？实验中要注意什么？（实际的电源使用中内阻，电动势都会发是变化，这里必须事先说明为了减小误差， 测量中读数要快，读出数后立即断开电源，避免电动势发生较大的变化，带来误差） （2）选择合适的实验器材（这里主要是让学生注意电流表、电压表的量程） （3）简要写出实验步骤。（考虑课堂容量，误差问题暂不分析，以便突出实验测量和数据处理的重点） 学生：分析上边的实验原理，电路图，解决以上问题。 3、学生实验： 学生2人一组，合作实验。教师转行指导， 有问题及时处理。要记录至少六组实验数据。（激励学生抢先到黑板前填写本组数据。） 4、数据处理 原则上，利用两组数据便可得到结果，但这样做误差会比较大，为此，我们可以多测几组求平均（实验较快的组可进行），也可以将数据描在图上，利用图线解决问题。 教师出示画好坐标的小黑板,引导学生建立坐标轴。 明确： （1）图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流强度I增大时，路端电压U将随之减小，U与I成线性关系，U=E-Ir。从数学上讲，图像的斜率正是内阻r，截距正是电动势E，也就是说只要画出U-I图像，就可求得电动势和内阻。 学生动手画出坐标轴并描点。 教师描点，并示范作图。强调图像为直线的原因。 （2）电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持一定，而这里的U-I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，才有I和U的变化。 高中物理 实验 教案 第42 页
实验中至少得到5组以上实验数据，画在图上拟合出一条直线。要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。 讨论：将图线延长，与横纵轴的交点各代表什么情况？ 归纳：将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是电源电动势E。横轴截距点（路端电压U=0）意味着短路情况，它的数值就是短路电流E。 r说明：①两个截距点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。 ②由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得。此时斜率仍代表内阻，纵轴截距仍代表电动势。 教师转行指导，对作图有困难的同学提供帮助，及时解决问题。 学生完成图像，并求出电动势和内阻。（在全班范围展示作图好的同学的图像和求得的电动势值，使学生认识图像法处理数据的优点。） （三）课后小结 这节课我们学习了测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。并学习了用图象法处理实验数据。U-I图线的纵轴截距代表电动势，斜率代表内阻。 作业：完成实验报告 板书设计： 2.9实验：测定电池的电动势和内阻 一、实验原理（电路图） 三、记录表格 二、实验器材 四、数据处理 教学后设计 教学设计成果的评价： 自我评价：本设计的教学目标阐述较好，通过教学，知识与技能的两条目标基本实现学生掌握了测定电池电动势和内阻的原理和实验方法。学会用图象法处理实验数据,认识试验数据的处理方法不同误差的大小不同。学生经历设计电路和选择仪器、处理数据的过程，学习图像法，伏安法等实验方法、学会更合理地处理数据。 培养学生敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，并且培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高了学生对物理学习的动机和兴趣。这些目标的实现，与教学媒体的选择，教学策略的应用是有关的，实验法完成测量是本节的第一亮点，用图像法处理数据的方法成功完成是第二亮点。此设计，教师便于及时调控课堂节奏。 学生反应：1、学生在集体回答、小组讨论、和个别活动中都表现积极，表明对教学进程的适应。 高中物理 实验 教案 第43 页
2、学生实验水平及数形结合、图像处理问题方面得到提高。 存在的问题： 1、 器材的选择：本实验中选用水果电池，学生兴趣较高，但处理不当，内阻变化太快，造成部分实验不能测出6组数据。 2、 媒体选择：实验课教学，未考虑使用电脑多媒体，课堂活跃程度不够。 解决思路： 1、换用电动势、内阻相对稳定的旧一些的干电池来试验。 2、适当用电脑多媒体演示画出图像的几种不同情况，以期学生能对图像法减少误差，图像法求电动势、内阻有更深的理解。 课题： 实验10：练习使用多用电表 第 课时 总序第 个教案 课型： 实验 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日 高中物理 实验 教案 第44 页
一、教学目标： 1、知识目标： （1） 欧姆表的原理 （2）认识多用电表及表盘结构名称。 （3）会用多用电表测电压、电流、电阻。 （4）会用多用电表测量二极管的正反向电阻。 2、能力目标： （1）通过多用电表使用的教学，培养学生不仅会正确使用基本物理仪器，而且还要了解仪器的结构和工作原理。 （2）通过多用电表测量电压、电流、电阻的实验操作，培养学生的实验动手能力和应用所学物理知识解决实际问题的能力。 3、德育目标： 通过本节课的教学活动，要培养学生的应用意识，引导学生关心实际问题，有志于把所学物理知识应用到实际中去。 二、教学重难点： 重点： 欧姆表的原理、会用多用电表测量电压、电流、电阻以及操作时注意事项。 难点：多用电表测量电阻时的注意事项及多用电表的读法。 三、教学方法： 本节课的知识是实验课，在学生已经掌握了多用电表的原理和 结构的前提下，教学中应当让学生有足够的运用知识分析和解决问题 的机会，（结合课件）通过分析、讨论、讲解、练习等方法来完成本 节教学任务。 四、教学用具： 多媒体电脑、实物投影仪、自制课件、多用电表、二极管。 五、教学过程： （一）新课引入： 前面的实验中，我们接触过电流表和电压表，用他们可以直接测出电流和电压，其实物理学中还有一种能够直接测出电阻大小的仪表——欧姆表 一、欧姆表的原理 欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的，它的原理如下图所示，G是电流表（表头），内阻为Rg，满偏电流为Ig，电池的电动势为E，内阻为r。电阻R是可变电阻，也叫调零电阻。 高中物理 实验 教案 第45 页
课题： 实验7：《验证机械能守恒定律》 第 课时 总序第 个教案 课型： 实验 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日 一、教学目标 1．知识与技能目标 （1）要弄清实验目的，本实验为验证性实验，目的是利用重物自由下落验证机械能守恒定律； （2）要明确实验原理，掌握实验的操作方法与技巧、学会实验数据的采集与处理，能够进行实验误差的分析，从而使我们对机械能守恒定律的认识，不止停留在理论的推导上，而且还能够通过亲自操作和实际观测，从感性上增加认识，深化对机械能守恒定律的理解； （3）要明确织带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法。 2．过程与方法目标 （1）通过学生自主学习，培养学生设计实验、采集数据，处理数据及实验误差分析的能力； （2）通过同学们的亲自操作和实际观测掌握实验的方法与技巧； （3）通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法； （4）通过实验过程使学生体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑。 3．情感态度与价值观目标 （1）通过实验及误差分析，培养学生实事求是的科学态度，激发学生对物理规律的探知欲； （2）使学生通过实验体会成功的乐趣与成就感，激发对物理世界的求知欲； （3）培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解； （4）通过经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙。 二、教学重点与难点 1．实验原理及方法的选择及掌握。 2．实验误差分析的方法。 三、教学用具 铁架台（带铁夹）、打点计时器、重锤（带纸带夹子）、纸带、导线、刻度尺、低压电源。 四、教学方法 预习设计――实验观察——数据处理——归纳总结。 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。 五、课时安排 1课时 高中物理 实验 教案 第31 页
六、教学过程 （一）导入新课 上节课我们从理论上学习了机械能守恒定律，我们从定律内容及守恒条件上初步理解了机械能守恒定律，今天我们通过自己亲身实验从感性上对定律再做进一步的理解。 （二）进行新课 1、实验目的 结合教材整理预习学案提纲，对学生整理结果进行点评。（展示幻灯片）本实验属验证性实验，实验目的是利用重物自由下落的现象验证机械能守恒定律。 2、认识实验仪器：组装实验仪器、明确各个仪器的功能。（暂时不做，只是组装） 电磁式打点计时器电源应选择10V以下，火花式打点计时器应选择220V。打点计时器限位孔位置应为竖直。纸带的长度应在1m左右。（学生思考，后面回答） 3、理解实验原理 通过对物体自由下落运动的研究来验证机械能守恒定律的实验原理是：忽略空气阻力，自由下落的物体在运动过程中机械能守恒，即重物动能的增加量等于其重力势能的减少量。具体地说： （1）若以重物下落的起始点O为基准，设重物的质量为m，测出物体自起始点O下落距离h时的速度v，则在误差允许范围内，由计算得出?mV2=mgh,机械能守恒定律即被验证。 （2）若以重物下落过程中的某一点A为基准，设重物的质量为m，测出物体对应于A点的速度vA ，再测出物体由A点下落△h后经过B点的速度vB，则在误差允许范围内，由计算得： 1212mvB?mvA?mg?h，机械能守恒定律即被22验证。 4、掌握实验的方法与技巧 实验步骤（展示幻灯片） （1）把打点计时器固定在桌边的铁架台上 （2）把打点计时器接到交流低压电源上 （3）将纸带固定在重锤上 （4）将纸带穿过计时器,并将纸带提升到一定高度 （5）接通电源,然后释放纸带.断开电源,取下纸带 （6）更换纸带,重新进行同一要求的实验 （7）挑选点迹清晰的纸带研究,用毫米刻度尺测出距离,记录数据 （8）根据记录的数据进行有关计算并得出结论 （9）拆掉导线,归整器材 高中物理 实验 教案 第32 页
学生实验 实验前教师提示：打点计时器的使用 （1）电磁打点计时器应接4~6V交流电源，当交变电流的频率为50Hz时，打点周期为0.02s。 （2）为使打点的频率比较稳定，要求打点计时器振动片的固有频率也是50Hz，使之发生共振现象。振动片的长度可在一定范围内调节，通过改变振动片的长度可调节它的固有频率。 （3）实验前要检查打点的清晰情况，必要时应调整振针的高度，且不能让它松动，否则将会出现漏点、双点等现象，还会对纸带产生过大的阻力。 （4）电火花计时器可直接接在220V交流电源上，注意采用双纸打点即可。 分组实验（只是实验，不进行数据处理） 问题讨论 问题1：本实验要不要测量物体的质量？分组讨论，得出结论。点拨思路，明确结论。（展示幻灯片） 验证机械能守恒定律的表达式： 1mv2?mgh 和 21212mvB?mvA?mg?h中，式子两边均有重物的质量m，因而也可不具体测22出m的大小，而将m保留在式子中。 问题2：对实验中获得的数条纸带应如何选取？分组讨论，得出结论，选取合适的纸带以备处理数据之用。 5、分两种情况加以说明： （1）用1mv2?mgh验证 这是以纸带上第一点（起始点）为基准点来验证2机械能守恒定律的方法。由于第一点应是重物做自由落体运动开始下落的点，所以应选取点迹清晰且第1、2两点间的距离接近2mm的纸带。 （2）用1212mvB?mvA?mg?h验证 这是回避起始点，在纸带上选择后面22的某两点验证机械能守恒定律的方法。由于重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为基准点，势能的大小不必从起始点开始计算。这样，纸带上打出起始点O后的第一个0.02s内的位移是否接近2mm，以及第一个点是否清晰也就无关紧要了。实验打出的任何一条纸带，只要后面的点迹清晰，都可以用于计算机械能是否守恒。 实验开始时如果不是用手提着纸带的上端，而是用夹子夹住纸带的上端，待开始打点后再松开夹子释放纸带，打点计时器打出的第一个点的点迹清晰，计算时从第一个计时点开始至某一点的机械能守恒，其误差也不会太大。回避第一个计时点的原因也包括实验时手提纸带的不稳定，使第一个计时点打出的点迹过大，从而使测量误差加大。 问题3：重物的速度怎样测量？结合教材介绍独立推导测量瞬时速度并得出结高中物理 实验 教案 第33 页
论。 结论：做匀变速直线运动的纸带上某点的瞬时速度，等于与之相邻两点间的平均速度。对教材推导方法点评。（有否更简洁、直观的推导方法？）分组讨论可否变换一种思路进行推导，以使推导更简洁、直观） 如教材图所示，由于纸带做匀加速运动，故有A、C之间的平均速度： vAC?vA?vC 2v vC vB vA v0 tC t O tA tB 又根据速度公式有：vB=vA+a△t，vC=vB+a△t， 故有： vB－vA= vC－vB， 即： vB?vA?vC， 从而： vB?vAC。 2问题4：通过处理实验数据，可得出什么结论？自主对所选择的纸带进行测量、计算，得出结论。对学生得出的结论进行点评，提出问题5。 问题5：实验误差分析，提出问题，在得到的实验数据中，大部分同学得到的结论是，重物动能的增加量稍小于重力势能的减少量，即Ek＜Ep。是怎么造成的呢？分组讨论，得到结论。对学生讨论进行点拨。展示幻灯片。 （1）重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带与计时器之间的摩擦力。 （2）计时器平面不在竖直方向，纸带平面与计时器平面不平行是阻力增大的原因。 （3）电磁打点计时器的阻力大于电火花计时器。由于阻力的存在，重物动能的增加量稍小于势能的减少量，即Ek＜Ep 在实验中会不会出现，重物动能的增加量稍大于重力势能的减少量，即Ek>Ep的结论呢？分组讨论，得到结论。对学生讨论进行点拨。展示幻灯片。 交流电的频率f不是50Hz也会带来误差。 若f＞50Hz，由于速度值仍按频率为50Hz计算，频率的计算值比实际值偏小，周期值偏大，算得的速度值偏小，动能值也就偏小，使Ek＜Ep的误差进一步加大。 根据同样的道理，若f＜50Hz，则可能出现Ek＞Ep的结果。 问题6：实验注意事项： 高中物理 实验 教案 第34 页
（1）安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。 （2）应选用质量和密度较大的重物，可使摩擦阻力，空气阻力相对减小。 （3）实验时,必须先接通电源,让打点计时器工作正常后才能松开纸带让重锤下落 （4）本实验因不需要知道重物动能的具体数值,故不需要测出重物的质量m. （5）实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功, 所以动能的增加量△EK必定稍小于势能的减少量△EP（电源频率为50Hz）。 课题： 实验8：测定金属的电阻率 第 课时 总序第 个教案 课型： 实验 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日 高中物理 实验 教案 第35 页
[教学目标] 一、知识目标 1、初步掌握伏安法测电阻的原理和方法，初步接触电路和器材的选择。 2、熟练掌握螺旋测微器的读数。 3、掌握测定金属电阻率的原理和方法。 二、能力目标 1、学会使用常用电学仪器及正确读数，学会根据原理电路连接实物电路，培养学生动手操作能力和运用理论知识解决实际问题的能力。 2、学会正确使用螺旋测微器。 3、在实验过程中培养和提高整体学生的实验素质。 三、德育目标 1、建立融洽的师生关系，培养学生间相互协作的精神。 2、培养学生遵守纪律、爱护实验器材和设备的良好习惯，培养学生严紧求实的科学态度。 [教学重点] （1）测定金属电阻率的原理； （2）螺旋测微器的使用和读数； （3）对学生实验过程的指导。 [教学难点] （1）螺旋测微器的读数； （2）实验中的重要注意事项。 [教学方法] 学生分组实验 [教 具] 多媒体 [教学设计] 实验目的： 学会用伏安法测量电阻的阻值，测定金属的电阻率。 实验原理： 用刻度尺测一段金属导线的长度L，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏2安法测导线的电阻R，根据电阻定律，金属的电阻率ρ=RS/L=πdR/4L 实验器材： 金属丝、千分尺、安培表、伏特表、（3伏）电源、（20Ω）滑动变阻器、电键一个、导线几根 【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用，直径0.4毫米左右，电阻5~10欧之间为宜，在此前提下，电源选3伏直流电源，安培表选0 0.6安量程，伏特表选0 3伏档，滑动变阻器选0 20欧。 实验步骤 高中物理 实验 教案 第36 页
（1）用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径2取平均值D求出其横截面积S=πD/4. A R （2）将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用V E 毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L，测三次，S 图1 求出平均值L。 （3）根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1，然后依电路图按顺序给实物连线并将滑动变阻器的阻值调到最大。 点拨：为避免接线交叉和正负极性接错，接线顺序应遵循：电源正极→电键（断开状态）→滑动变阻器→用电器→安培表正极→安培表负极→电源负极，最后将伏特表并接在待测电路的两端，即先接干路，后接支路。 （4）检查线路无误后闭合电键，调节滑动变阻器读出几组I、U值，分别计算电阻R再求平均值，设计表格把多次测量的D、L、U、I记下来。 【点拨】测量时通过金属丝的电流应控制在1.00A以下，本实验由于安培表量程0~0.60A，每次通电时间应尽量短（以能读取电表数据为准），读数完毕立即断开电键S，防止温度升高使金属丝长度和电阻率发生明显变化。 计算时，务必算出每次的电阻值再求平均值，不能先分别求电压U和电流I的平均值，再由欧姆定律得平均值，否则会带来较大计算误差。 实验记录 测量次数 导线长l/m 导线直径d/m 测量次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 1 2 2 3 3 平均值 2导线的横截面积S= （公式）= （代入数据）= m 电阻平均值 所测金属的电阻率ρ= （公式）= （代入数据）= Ωm 【注意事项】 （1）测量金属导线的直径时要用螺旋测微器，直接测量的结果要估读下一位数字。 （2）金属导线的电阻和电流表的内阻相差不很大，因此在用伏安法测电阻时应采用电流表的外接法，开始实验时滑动变阻器在电路中的阻值应调至最大，实验过程中通过金属导线的电流不宜过大，以防止温度升高电阻率发生变化。 【点拨】（1）：为了减少电阻的计算误差，可以作U-I图象求出电阻的平均值 【点拨】（2）：经验表明，引起实验误差的原因可能是： ①采用外接法则由于伏特表的分流影响，造成电阻测量值偏大，若误用内接法则安培表分压影响更大。 ②仪表量程太大且读数不准 高中物理 实验 教案 第37 页
③计算未遵从有效数字运算法则 实验中易混淆的是：R=U/I和R=ρL/S两个定律，这两个定律都是实验定律，但前者是研究电阻与电流、电压两者之间关系；后者是研究导体本身的性质即电阻与材料、长度、截面积三者之间关系，与所在的电路因素或是否接入电路无关，注意R=U/I中，电阻与U、I无关；R=ρL/S中，电阻率与L和S无关，使用这两式时ρ是不变的。 易错的是：测量电路（内、外接法）、控制电路（限流式和分压式）、量程的选择及有效数字、电阻R平均值的计算等。 易忘的是：金属丝未接入电路就测量其长度，用千分尺测直径D前未查零误差、测D时未按三个不同位置测量取平均值。 实验结论 由实验表中数据计算得出，待测金属丝的电阻率平均值。 例题分析： 某电压表的内阻在20～50k?之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材： 待测电压表电流表电流表电流表（量程3V）； （量程200?A）； （量程5mA）； （量程0.6A）； 滑动变阻器R（最大阻值1k?）； 电源?（电动势4V）； 电键S。 ⑴所提供的电流表中，应选用______（填写字母代号）。 ⑵为了尽量减小误差，要求测多组数据，画出符合要求的实验电路（其中电源和电键及其连线已画出）。 〖解答：⑴若将电压全部加在待测电压表43×10=200(?A)，20在保证表不被烧坏、且读数比较准确时，应选电上，电流的最大值为Imax≈流表。 量程为3V），应采用分压式接⑵为减小实验误差，又保证电压表不损坏（法接入滑动变阻器（因电压表内阻至少是R的20倍）。若采用限流式接法接入滑动变阻器时，电压表有可能损坏，所以正确电路如图所示。〗 高中物理 实验 教案 第38 页
巩固练习 1．运用R=U/I和R=ρL/S的实验原理测定金属丝的电阻率，某同学总结如下几点，你认为正确的是[ ] A．选定金属丝接入电路的长度越长，金属丝上的电压降越大。 B．金属丝两端的电压越高，其电阻越大。 C．金属丝电阻随温度改变而改变。 D．选定金属丝长度一经固定，这段长度的电阻就为定值。（答案：C） 2．测定一根粗细均匀的阻值约为几欧的金属丝的电阻率可供选择的实验器材如下：A．伏特表（0 3伏，内阻3千欧） B．伏特表（0 15伏，内阻20千欧） C．安培表（0 0.6安，内阻1欧） D．安培表（0 3安，内阻0.2欧） E．滑动变阻器（0 20欧，I允=1.00安） F．滑动变阻器（0 100欧，I允=0.60安） G．6伏电池组 H．电键、导线若干 ①电路实验时应选用器材：______（填序号） ②画出试验原理图。 【以下题目供参考】 3．实验室中现在器材如实物图1所示，有： 电池E，电动势约10V，内阻约1Ω；电流表A1，量程10A，内阻r1约0.2Ω；电流表A2，量程300mA，内阻约5Ω；电流表A3，量程为250mA，内阻约5Ω；电阻箱R1，最大值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω；滑动变阻器R2，最大阻值100Ω；开关S，导线若干。 要求用图2所示的电路测定图中电流表A的内阻。 （1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻答：（ ） （2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。 （3）你要读出的物理量是（ ）用这些物理量表示待测内阻的计算公式是（ ） A A R2 A1 A2 R2 S 0 0 0 9 9 1 1 9 1 R8 8 8 2 2 2 7 3 7 3 7 3 6 6 6 4 4 4 5 5 5 0 0 0 9 9 9 1 1 1 8 8 8 2 2 2 7 3 7 3 7 3 6 6 6 4 4 4 5 5 5 S R1 A3 E E 图2 图1 课题： 实验9：测定电池的电动势和内阻 第 课时 总序第 个教案 课型： 实验 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日 高中物理 实验 教案 第39 页
教学前设计： 学习需要分析：高中学生在学习了闭合电路的欧姆定律后有应用这一规律解决实际问题的愿望，同时在实验数据的处理中学生已认识到误差问题，寻找一种即减小误差又能得出结论的方法成为此阶段的学习需要。 学习者分析：高二学生独立性、自主性、求知欲都较强。学生在前一段学习中（知识与技能）已掌握闭合电路的欧姆定律的表达式，连接电路的技能已经很熟练，对间接测量时试验数据的处理已有了一定的认识。（过程与方法）也经历了测“小灯泡的伏安特性曲线”、“测定金属的电阻率”等实验过程，掌握了电学实验的基本仪器的使用和处理数据的方法。（情感态度与价值观）培养了一定的探索精神，学生渴望通过物理实验获得更多的知识。 学习内容分析：本节是学完闭合电路的欧姆定律后继应用计算、分析多用电表后的又一重要应用。掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法，学会用图象法处理实验数据，是本节课的主要内容。本节的学习对进一步理解闭合电路的欧姆定律很有帮助，对今后物理实验及数据处理都有实际意义。 学习任务分析：根据学习者分析和学习内容分析制定了以下学习目标、重点、难点、教学策略，选择了以下媒体。 学习目标：（一）知识与技能 1、掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。 2、学会用图象法处理实验数据,认识试验数据的处理方法不同误差的大小不同 （二）过程与方法 经历设计电路和选择仪器、处理数据的过程，使学生学习科学的实验方法、合理地处理数据的方法。 （三）情感、态度与价值观 使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。 重点：掌握实验原理和方法，学会处理实验数据。 难点：用图象法处理实验数据，明确图像物理意义。 教学策略的制定：根据加涅的九段论（引起注意、告诉学生目标、刺激对先前学习的回忆、呈现刺激材料、提供学习指导、诱发学习行为、提供反馈、评定行为、促进记忆和迁移）制定如下 教学方法： （知识与技能目标）分组实验，演示作图 （过程与方法目标）实验参与、数据处理 （情感态度与价值观）直接强化法 教学媒体：考虑本节实验课，重点是掌握技能，学习方法。故本节课选择实物媒体以利于学生动手操作和形成直观的经验。 媒体如下：测定电池的电动势和内阻的有关实验器材、教材、黑板 高中物理 实验 教案 第40 页