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1、第一部分理论部分第一讲中招物理实验命题的特点分析教学目的1.明确初中物理实验命题的特点，确定努力的方向。2.通过实验命题分析，强调初中物理实验教学的重要性。纵观近年来河南及全国的中招命题情况，中招实验命题有如下特点:一、考查范围更广，实验题型更全面，考查形式更加灵活多样考查范围从学生实验，扩展到演示实验以及课外的一些实际应用问题，如水表的读数，类似于电阻箱的读数，联系实际又与电能表的读数相似。实验题型除了常见的基本认知型、测定型、分析论证型、故障分析与排除型外，近年来又增加了探究型、开放设计型的实验题。考查形式上，不以纯的实验题形式出现，在选择、填空、计算等题型上都有不同程度的渗透。二、着重对
2、实验基本技能的考查实验的基本技能包括：基本仪器的读数、制定实验步骤、记录实验数据、分析数据得出结论等。其中基本仪器的读数是每年必有，完成实验步骤、填出实验注意事项、分析给出实验数据得出结论等都是常见的。例 1做物理实验要遵循实事求是的原则。小凡同学在“研究动滑轮和定滑轮特点”的实验中，完成了如图所示的实验，且记录数据如表。通过分析数据，她觉得与书上结论偏差较大，你一定也作过这个实验，回想你的实验经历，回答下列问题:(1)该实验中出现这样结果的主要原因是什么？(2)请你对小凡的实验方法提出合理的改进意见。解析：本题中，使用定滑轮时，弹簧测力计使用错误，弹簧测力计示数与钩码重力的差值等于测力计壳体
3、的重力，主要考察学生的观察能力；使用动滑轮时，弹簧测力计的示数偏大，这是动滑轮的重力所致。应该换用更轻的动滑轮。三、着重实验基本方法和原理的迁移，考察创新能力例 2 (2 0 0 3 年初中物理决赛试题)用电流表和电压表测量电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，而将其视为“理想仪表”，即认为电流表的内阻为零，电压表的内阻为无限大。实际上，电压表和电流表都有一定的电阻值，因而我们可以把电流表看作一个能显示通过自身电流大小的阻值很小的电阻，可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的阻值很大的电阻。所以，把电压表或电流表接入待测电路时，就相当于在待测电路中串联一个电阻或者并联一个
4、电阻。这样，电流表两端就要有一定的电压，电压表中就要通过一定的电流，因此，实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压利通过待测电阻的电流。1 .现有一个量程为0.6 A、内阻为0.1 3。的电流表，能否用它测量某电路两端的电压？若不能，请说明理由；若能，请说明用它能测量电压的最大值。2 .现要精确测量一个阻值约为80的电阻R*,实验室提供下列器材：电流表4:量程为1 0 0 m A,内电阻q=4。；电流表由:量程为5 0 0 A,内电阻=7 5 0。；电压表V:量程为1 0 V,内电阻6=10KO；变阻器凡：阻值约1 0。；定 值 电 阻 阻 值 约 1 0 K。；电池E：两端电压越1.5 V
5、；开关S、导线若干。(1)选出你测量时所需的适当器材，并在虚线方框内画出电路图。(2)需要测量哪些物理量？根据所测的物理量，写出被测电阻Rv的友达式。解析：这是一道初中物理竞赛的实验题，电流表作电压表使用，滑动变阻器作分压器使用，即使为了安全，又能提高实验的精度。四、着重对科学思想和科学方法考查在新课程理念下，除了着重对知识和技能的考查外，对科学思想和科学方法的考查又是中招的一个亮点。在初中物理中常用到的方法有：控制变量法、模型法、比较法、等效代替法、图像法、转换法、推理法等。例 3 (河南试题)有些物理量不能直接测量，实验中我们是通过测量与它大小相等的量来完成的。下列几个事件中不是应用这种方
6、法的是（B）A.用量筒和水测量不规则物体的体枳B.用刻度尺和停表测量运动物体的速度C.用刻度尺和棉线测量地图上两地间铁路的长度D.用弹簧测力计测量木块在水平面上匀速运动时所受的摩擦力例 4 为了比较准确地测出一堆相同规格的小橡胶垫圈的数量（估计为1000个左右），最好采用下列哪种方法？（D ）A.将这些垫圈叠在一起，用刻度尺量出总厚度L,再量出一个垫圈的厚度L”乙/4 即为垫圈总数B.将这些垫圈叠在一起，用刻度尺量出总厚度L,再 量 10个垫圈的厚度L,10L/L 即为垫圈总数C.用天平测出这些垫圈的总质量M,再测出一个垫圈的质量加，用/用|即为垫圈总数D.用天平测出这些垫圈的总质量M,再测出
7、10个垫圈的质量M.o,1 0 M M i即为垫圈总数解析：本题在考查方法的同时，又联系实际，考查了误差理论的应用。若为一堆一分钱的硬币，用方法B也可以，因为硬币没有弹性。五、逐步提高通过实验考查学生的探究能力加强科学探究能力的考查，能更好地体现新课标的目标，有利于改变目前中学教学中重知识轻实验的倾向，有利于培养学生的科学素养，所以，探究性的题目在中招中正在逐渐加重。我们知道科学探究有七个环节：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计试验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。考查探究能力命题时，往往不能贪多求全，一般只是对探究环节的某个方面进行考查，这样能保证考查的有效性和可靠性。例
8、 5 小明通过实验研究光从水中射入空气中的现象，如图所示是他根据实验现象画出的光路图。他改变入射角的大小，发现空气：中折射光线与发现的夹角随着入射角的增大而增大。_ _ _ _ _ _ _ _ _你猜想，当入射角增大到一定程度时，会 出现的现象三三鼠三三三是二 二 Z 二 二 二 二你猜想的依据是 =1 1 1 1 1 1 1 1 1 s 1 1 1 1 1 1 s解析：折射光消失；光线全部反射回水中；折射角等于90度或折射光沿水面前进，也给分。光从水射入空气中时折射角大于入射角；随着入射角的增大折射角先达到9 0度。本题主要考察学生的分析综合能力和科学推理能力，这是科学探究能力的重要表现。例
9、 6在影响机械效率的许多因素中，摩擦是其中一个重要因素。但小红想研究粗糙程度一样的斜面，当它的倾斜程度不同时，斜面的机械效率是否相同。针对这个问题，小红借了一个弹簧测力计，利用家中的.、案板和盐袋作了如图所示的实验：A.用弹簧测力计测得盐袋的重力为GB.用案板作斜面，把盐袋通过细绳与弹簧测力 M i.计连接，沿斜面向上拉动弹簧测力计，把盐 r a袋匀速拉上向斜面C.分别测出拉力E 盐袋移动的距离s 和升高的高度方D.改变斜面的高度，做 4次实验，记录实验数据如下表：斜面的倾斜程度盐袋重量6/N斜面的高度A/m沿斜面的拉力F N斜面长s/m有用功%/J总功%/J机械效率n缓50.11.60.5较
10、缓50.152.20.50.751.10.68较陡50.22.70.511.35最陡50.253.10.51.251.550.81（1）计算并将数据填入表中的4 个空格处（2）由表中数据可以得到的结论是：在斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越_。（3）分析实验数据，你还可以得到的结论是：（写出一个）。解析：（1）0.5 0.8 0.6 2 5 0.7 4 1 （2）大（3）斜面越陡越费力，竖直提起时效率最高等六、实验开放型试题明显增多这类试题要求学生有扎实的基础知识，较强的发散思维能力和较强的解决实际问题的能力。这类试题的答案不是唯的,一的。例7如图所示，A、B 是从同一块厚度均匀的金属
11、片上裁下的两小片，其 中 A片是正方形的，B片的形状不规则。请你用一种物理方法较可供选择的器材、方案也不是惟准确地测出B片的面积。提供的器材有：（1）刻度尺，（2）天 平（附祛码），（3）量筒、水和细线，（4）弹簧测力计和细线。要求：写出所选器材、测量步骤、所测的物理量，并用所测的物理量符号写出B片面积的表达式（只需写出一种方法）解析：采用对比的方法测面积。如（1）用刻度尺测量A的边长L；（2）用天平分别测出A和5的质量mA和mB；（3）计算S =&Z?mA例 8要学好物理就要多动手实验。请你列举出用大塑料可乐瓶制成的三种物理实验器具，并简述制作过程及用它所演示的物理现象。例 9小伟同学想在炎
12、热的夏天测定冰块的密度，请你帮助他设计出实验的主要步骤。例 10在两个广口瓶内分别盛有纯酒精和纯水，请你用尽量多的方法将他们区分开。（只要求说出区分的方法并明确说出结论，不用叙述具体的实验操作步骤）七、误差理论的应用也在提升不少实验题的正确解答，离不开误差理论的指导。例 1 1 用一把尺子测量某物体的长度，一般要测量三次或者更多次，这样做的目的是（C ）A.减小由于观察时视线倾斜而产生的误差 B.减小由于刻度尺不精密而产生的误差C.减小由于估测而产生的误差 D.避免测量中可能出现的错误例 12小明在实验室里测量一块形状不规则、体积较大矿石的密度。（1）用调节好的天平测量矿石的质量。当天平平衡时
13、，右盘中的祛码和游码的位置如图甲所示，矿石的质量是。（2）因矿石的体积较大，放不进量筒，因此他利用一只烧杯，按照图乙所示的方法进行测量，矿石的体积是。（3）矿石密度的测量值为 k g/m 图 A到图B的操作会引起密度的测量值比真甲 乙实值。解析：1 7 5.6 g,7 0.0,2.5 1 X 1 0、由于矿石会带走一部分水，使矿石的体积测量偏大，测量结果偏小。例 13如图所示为一测量灯泡发光强度的装置。A8是一个有刻度的底座，两端可装两个灯泡。中间带一标记线的光度计可在底座上移动，通过观察可以确定两边灯泡在光度计上的照度是否相同。已知照度与灯泡的发光强度成正比、与光度计到灯泡距离的平方成反比，
14、现有一个发光强度为10的灯泡a和一个待测灯泡匕，分别置于底座的两端（如图）（1 ）怎样测定待测灯泡的发光强度（2）简单叙述个可以减小实验误差的方法。解析：接通电源，移动光度计使两边的照度相同，测出耳和 再 7 12 区 _由即可求解；多邛 一.?P 乙+-H次测量求平均值。例 14为了测定木块所受到的滑动摩擦力，两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案，实验装置如图所示。实验中不计弹簧测力计的重力。甲方案：在水平实验桌面上将木板用细线拉住，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使木块在木板上面滑动。乙方案：将木板放在水平实验桌面上，用线通过弹簧测力计水平地拉住木块,（1）从实验操作方便的角度考虑，应
15、该 选 择 方 案，理由是（2）从实验误差方面考虑，应 该 选 择 方 案，理由是 o沿水平方向拉动木板，使木板在木块下面滑动。八、命题更加贴近实际试题越来越着重理论和实际的结合，试题联系社会、生活和生产实际，涉及的情景学生熟悉，真实可靠，有效地考察了学生运用物理知识分析、解决实际问题的能力。体现了从生活中来，再回到生活中去的理念，命题更加贴近学生的生活和生产实际。例15在制糖工业中常用沸腾的方法较快地除去糖汁中的水分，为了使糖汁在沸腾时不致因温度过高而变质，沸腾时的温度要低于1 0 0。可行的做法是A.缩短加热时间C.降低炉火的温度B.使容器内的气压小于标准大气压D.将糖汁密闭在高压容器内加
16、热例1 6生活中常把碗放在大锅内的水中蒸食物，碗与锅底不接触，如图所示。当锅里的水沸腾以后，碗中的汤将A.同 时 沸 腾C,不会沸腾，汤的温度总是低于水的沸点B.稍 后 沸 腾D.不会沸腾，汤的温度能够达到水的沸点例1 7对锅加热，锅内的水持续沸腾时，水面上的“白气”并不明显。如果突然停止加热，水面上很快出现许多“白气”。这是因为A.沸腾时水不蒸发B.停火后水开始大量蒸发C.沸腾时水面上的蒸气温度高于10 0 D.停火后水面上方的温度明显低于水蒸气的温度，大量水蒸气液化为细小的水珠，形 成“白气第二讲绪论教学目的1.通过分析初中物理实验教学的现状，明确加强物理实验教学的急迫性。2.明确学习这门
17、课的目的是实现角色的转变，不是这些实验你懂不懂、会不会做，而是你能否教给学生。3 .明确这门课的任务是培养未来初中物理教师的实验技能，且知道这些技能包括哪些方面。一、初中物理实验教学有待加强1.初中物理实验教学很重要，但依然是薄弱环节初中物理实验很重要，表现在：(1)物理学的发展离不开实验：物理学本身是一门以实验为基础的自然科学,物理概念的建立和物理规律的发现离不开实验。从物理学的发展史上知道，物理学的真正开始是从伽利略把实验引入物理学研究，在此之前，人们只是通过观察、总结得到一些结论，结论是否正确也没有人通过实验来验证，正因为如此，才使亚里士多德的“重的物体下落的快，轻的物体下落的慢”的错误
18、结论延续两千多年，”把一张纸片一分为二，一半团成一个团，同时从同一个高度下落，但是没有同时落地”，若有人早做早就把这个错误结论给否定了。所以，伽利略的贡献不仅仅在其贡献的本身，更重要的是他给人们研究物理学指明了正确的方向，解放了思想，指明了方法。(2)物理学习离不开实验：同样物理知识的学习也离不开实验，物理实验的开展有利于给学生提供更多的直观的感性材料，有利于激发学生物理学习的兴趣(上课带着器材进教室，学生的反应如何？),加深对物理概念和规律的理解：有利于培养学生的动手能力，观察能力，理论联系实际的能力，发展他们的创新能力；有利于培养他们实事求是的科学态度和一丝不苟的工作作风。在国外发达国家，
19、实验课所占的比例非常大，如在英国中学的最后 二 年(即预科一相当于我们的高二、高 三)学生在物理实验室的时间占物理课教学时间的2 5-5 0%,在中学低年级可占总教学时间的70-80%；在西德，初中物理课共安排了 343个实验，其中295个要求学生自己完成；学生对物理课的学习几乎都是在手脑并用的过程中完成的，他们的学生动手能力能不强吗？他们能对物理学习没有兴趣吗？理论深度不够，但是所学东西不少是自己总结出来的，理解能不深刻吗？在实验课的教学形式上，为了增大课堂教学容量，教学形式趋于边教边实验的方法，教室转向物理课专用教室。在实验设备条件上，有两个发展方向，一是重视用简单的仪器作实验。用自制的仪
20、器作实验，用身边的废物作实验；二是计算机辅助实验，实现实验与现代化的结合。同时，也非常重视开展第二课堂，教师的责任心和自豪感也非常强。(3)已经引起重视：初中物理教材中实验的比例较大，一共43个学生实验,比过去多多了。另外穿插在教学过程中的演示实验、探究实验、课外小实验等明显增多。(4)已经引起重视还体现在中招中：中招是初中物理教学的指挥棒，中招物理实验所占的分值比较高，一般在25%35%之间，且有增加的趋势，河南省的占 32%o：但是，初中物理实验教学现状不容乐观，可以说是十分薄弱。由于长期不作实验或者很少做实验，已经严重影响了初中物理教学的正常开展，表现在：由于缺乏实验的支持，学生对概念和
21、规律的理解不够深刻；学生学习缺乏兴趣；学生动手能力差，缺乏创新性等；由于缺乏实验，教师的讲课只能是环环相扣的理论推导，学生一旦跟不上，也就跟不上了；教师的优质课尽量以课件代替实验；学生在中招中实验题的失分率总是居高不下等。造成这种现象的原因有以下儿个方面：（1）教师重视不够，责任心不强，怕麻烦；（2）实验器材老化而且又缺乏，做不成实验或者作出的实验效果不好；（3）教师本身的实验素质不高，不会做实验；（4）缺乏高素质的实验员，或者学校领导对实验员工作重要性的认识不足。因此，我们说初中物理的实验教学亟待加强。2.现代的新课标所倡导的“探究式”的学习模式离不开实验的支撑。在探究式的课堂教学中，学生通
22、过观察、思考提出问题后，提出的问题是否正确？有待于实验的验证。现在的初中新教材把声现象和光现象放在最前面，因为声现象和光现象是我们非常熟悉的，儿乎每个人天天都要遇到声现象和光现象。但是我们知道：声现象中涉及到振动和波，声音的响度是由振幅决定，声音的音调是由频率决定的，所谓回声是声音反射的结果，所谓光的散射是光反射的结果，所谓光在空气中的透射是波长较长的光在空气中衍射的结果，而振幅和频率是反映振动特征的物理量，反射和衍射是波的特征，所以，没有对振动和机械波的正确理解，是不可能深刻理解声现象的；而振动和波是力学中难度最大的部分，对空间想象能力要求较高，对数学的处理要求也较高，是放在高中力学中的最后
23、学习的。怎么办呢？现在初中物理教材的处理思路是：理论体系不要求非常严格，只要通过对你所熟悉的现象进行观察、分析、总结，提出自己的见解，然后再利用实验验证或者探究你的见解是否正确或者需要什么修改，从而达到对某一现象的认识。这就是所谓的探究式学习。探究式学习离不开实验的支持，比如本节课中（1）感觉到“发声的物体在振动”，用手摸一摸发声的物体就能感觉到在动，但是作为教师只是自己感觉到还不行，还必须让学生也能看到，于是就要设计实验来让学生看，既然是让学生看，其可视性就要强，于是让发声的音叉与水接触激起水花、敲响的鼓面上的小纸屑在跳舞等说明发声的物体在振动，但是，这种振动不持久，要想长久观察，就要让长时
24、间的发声、长时间的振动，于是有人就设计了这样一个实验:一个塑料瓶把底部去掉，蒙上一层橡皮膜，瓶内装满带颜色的水，瓶口用塞子塞紧，塞子中插上一个细玻璃管或细塑料管，让橡皮膜与正在发声的广播的纸面接触，可以看到玻璃管中的水面随着广播中的音乐而有规律的振动。（这是受迫振动,频率要低，水有惯性）。（2）声音是依靠空气的振动传播的，怎样显示空气的振动呢？空气的振动是看不见的，必须通过振动空气对其他物体的作用才能显示出来，可是振动的空气对别的物体的作用力很小，只有是很轻的物体空气的作用效果才能显示出来，关键还是要能看到，根据这些要求，利用发声的广播对着点燃蜡烛的火焰，就能看到火焰在随空气在振动，音乐最好是
25、强有力的摇滚乐，轻音乐的效果不好。（3）声音的传播需要介质，只有振动而没有传播声音的介质，声波是不会产生的，可是要创造没有空气的空间是不可能的，只能在实验的基础上再合理的想象：这个实验逐渐抽气，声音越来越小是合理的，但是在课堂上是不容易的，于是有的老师反其道而行之，合理吗？也有人采用放录像的方式，我认为比课件的效果好。为什么选用电铃呢？因为电铃振动发声是大家所熟悉的，且发声时的振动是有目共睹的。3.现代的中学生（尤其是城市学生）生活阅历简单，缺乏社会实践，他们的学习需要有实验支持的直观性教学。由于社会的、家庭的等多方面原因，现在的学生很少到社会上参加社会实践活动，从家里到学校，再从学校到家，虚
26、拟的东西接触的还不少，接触的实际东西太少了，这也影响到了物理课的学习，本来举的实例是为了帮助他们对问题的理解，而实例本身却成了难题。（如磅秤是什么样的？）4.物理课件代替不了物理实验。由于现代网络技术的发展，物理课件到处都是，现在教师上课几乎每节课都用课件，演示实验也不作了，用课件一看了事，这是不合适的。课件毕竟是虚拟的，设计成什么样就是什么样，与实际还是有很大差异的，如滑轮的教学中，要得到“定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小”是很困难的，因为摩擦的存在，弹簧秤对细绳的拉力不可能正好等于重物的重力，为了得到上述结论，一方面要尽可能减小摩擦，另一方面在器材的选取上，要选刻度较大的筒状弹簧秤，差
27、一点也看不出来，可视性也强。二、新形势下，教师自制教具和指导学生自制学具有待加强1.是培养学生动手能力的需要；2.可以弥补目前实验器材的不足；3.利用身边的材料甚至是废物作实验，可以变废为宝，加强节约方面的教育；4.贴近学生的生活，可以激发学生学习的兴趣。三、初中物理教师应该具备哪些实验素质加强初中物理教师的实验技能培训，提高他们的实验素质，无疑是加强初中物理实验教学的重要途径，教师的实验能力不强，对实验不感兴趣，很难有实验教学质量的大面积提高。教师的实验素质包括哪些内容呢？教师的实验教学素质包括两个方面 实验技能方面的素质实验教学方面的素质实验操作技能合理选取实验器材编制实验步骤规范操作、正
28、确读数排除常见故障实验技能素质包括处理实验数据、完 成 实 验 报 告 的 技 能设计记录表格正确处理数据分析实验误差完成实验报告改进、设计实验的技能改进实验方法，减 小 实 验 误 差根据需要设计新实验自制教具和学具的技能教师的实验技能等于说教师首先应该会作实验，对实验过程的每个环节了如指掌。但是，光自己会还不行，还必须能传授给学生。因此，教师还必须具有：实验教学素质根据教学要求，选择合适的实验内容和实验形式在学生分组实验中能指导学生实验在课堂演示实验中能“边讲边演示”能组织引导学生开展课外实验活动四、初中物理实验包括哪些类型 学生实验初中物理实验包括.演示实验边教边实验课外实验五、怎样加强
29、初中物理实验教学1.政府、学校加强投入，加强实验室建设。2.教师的实验素质要提高。3.教师的观念要转变，要重视实验教学，有条件要做，没有条件创造条件也要做。4.中招的指挥棒作用要发挥出来。5.设置专门的实验课教师。六、这门课的任务从理论和实践上提高教师的实验素质。具体要达到以下几点：1.熟悉初中物理实验的特点，明确初中物理实验的要求。2.认识初中物理实验中常用仪器的构造、原理和使用方法。3.熟悉初中常用的实验方法，掌握实验的基本技能。4.熟悉重点实验和难度较大的实验，探究实验成败的关键及其原因。5.了解自制器材或教具的思路、方法和基本技能，会自制简单的器材或教具,以弥补实验器材之不足。6.了解
30、初中物理实验改革的动向，增强学生的动手能力，实现物理实验的生活化。七、这门课的基本要求初中物理实验研究的研究对象是初中的物理实验（包括学生实验、演示实验、课外小实验），课程的对象是即将毕业走上高中讲台的专科毕业生，他们已经学习了实验误差理论，做了不少的普通物理实验，即已经有了相当的理论基础和实验基础，现在的任务是：在此基础上，从初中物理实验教学的实际需要出发，切实加强他们的实验教学技能训练，为即将进行的初中物理教学做好准备。在实际教学的过程中，将贯彻实践性和发展性的原则，通过师生互动达到以下几个目的：（1）会操作：通过实际的实验操作训练，达到能理解实验原理和实验步骤,能选择合适的实验器材并能规
31、范使用，会设计表格记录实验数据，会选择合适的方法处理实验数据并得出结论，即能圆满的、规范的完成每一个实验。（2）能讲解：根据教师职业的特点，不但要知其然，还要知其所以然；不但自己会做，还要教会学生做；这就要求不仅会做，而且知道为什么这样做，并且能够表达出来。这就要求对实验的认识要上升到一个更高的层次，即要求熟悉仪器的构造、原理及使用注意事项的原因；知道实验的原理，明确实验的方法，知道确定实验过程先后排序的根据；知道可能的误差来源以及减小误差的措施。（3）要发展：能根据误差理论对实验有所改进；能够将所学的实验原理和实验方法等进行迁移，设计出更合理的新实验。能把最新的科技应用到物理实验教学中。第三
32、讲实验基本知识教学目的1.掌握实验量具仪表的精密度、准确度概念；2.了解教学仪器的型号、符号和认识仪器的一般过程;3.了解实验操作规范要领及规范操作的意义；4.了解误差理论在初中物理实验教学中的应用；5.了解物理实验中常用的研究问题的方法；6.明确自制教具的重要意义及怎样自制教具。一、怎样识别仪器实验离不开测量，测量离不开仪器。1.测量（1）何谓测量？测量是指为确定被测量对象某个方面性质的量值而进行的被测量对象与仪器比较的过程，即测量就是比较。如测量桌子的长度时，是桌子的长与米尺的比较；测量铁块的质量时，是铁块与祛码的比较（通过等曾天平）；测量某个物体的温度时，是该物体与温度计的比较；用杆秤称
33、量一个西瓜的重量，就是西瓜通过杆秤与秤锤比较；用弹簧秤称量一个物体的重力，就是该物体通过弹簧与标准重力器比较（作用效果相同）用秒表测量一段时间，就是这段时间与秒表比较；用万用表测电阻，就是该导体与标准电阻器比较。（2）测量分为直接测量和间接测量：直接测量是指被测量与测量仪器直接比较。间接测量是指先找出被测量与几个直接测量量的关系式，通过测量直接测得量计算出被测量。如伏安法测电阻、用单摆测定重力加速度、用电流表和电压表测电池的电动势和内阻等，用电压表直接测量电池的电动势属于直接测量。（3）测量结果：测量结果包括两部分，数值和单位，数值又包括两部分：测量值和误差范围。2.测量仪器（1）测量仪器是指
34、用以直接或者间接比较测出被测量值的所有器具。如游标卡尺、天平、弹簧秤、秒表等。一个国家最准确的计量器具是一些“主基准”，在全国各地有经过“主基准”校准过的“工作基准”，实验室使用的仪器已经直接或间接用 工作基准”校准过。所以成了我们测量时的“基准”,我们的测量实际上是间接地把被测量与基准比较。（2）仪器的准确等级测量时，是以仪器为标准进行比较的，所以仪器的准确程度直接影响测量结果的准确程度，但是在实际的测量中，由于测量的目的和测量对象不同，对测量精度的要求也不同，如称量金戒指的天平必须精确到0.001g,而称量一汽车货物质量的磅秤差几千克也无关要紧。为了适应不同测量需要对仪器精度要求的不同，国
35、家规定工厂生产的测量仪器分不同的等级。仪器的准确度等级可以从以下几个方面识别：测量仪器的精密度，一般是指仪器的最小分度值。同类测量仪器，其最小分度值越小，精密度越高（比较米尺、游标卡尺、千分尺）。在相同条件下的多次测量中，由于多种可能的原因，测量的结果不会完全相同，大小具有偶然性，但是在单次测量中的最大绝对误差认为是最小分度直的 2（在验证动量守恒定律2的实验中，参考答案为6 4.7 0.5 c m的依据就在此），精密度高说明测量的随机误差 小（半刻度值小）。对于同一物理量的测量，精密度越高的仪器，测量结果的有效数字的位数越多。测量仪器的准确度，是指在规定的使用条件下正常工作时的基本误差，对于
36、电表来说就是最大百分相对误差（怎样计算的？），决定了电表的级数（K级表的最大百分相对误差是K%）。仪表的准确度反映了测量时系统误差的大小，主要是山仪表的结构决定的（如电表的灵敏度会影响其准确度）。同一表的两个量程为什么级数是一样的？最大绝对误差成比例关系吗？（通过表头的电流没有发生变化）怎样利用准确度估算一次测量的最大误差？为什么要求测量值尽量接近满量程？当仪表的满量程为心”，最 大 绝 时 误 差 位m a x时，最大相对误差为AY AX=一*1 0 0%，当测量量为X时，其最大相对误差为&=7X 1 0 0%，/a xX可以看出，X越大，相对误差越小，一般要求测量值不小于量程的2/3,这样
37、仪表的准确度与测量的准确度趋于一致。测量仪器的精确度：对不同的器材，其含义不同。对于电学类仪器，系统误差其主导作用而偶然误差可以忽略不计，此时的精度就主要代表准确度；对于米尺、游标卡尺、量筒、温度计等，测量时偶然误差起主导作用而系统误差可以忽略不计，此时的精度主要是指精密度。对于天平来说，精度既与精密度有关，又与准确度有关，因为测量结果与横梁的灵敏度、祛码精度都有关，其精度等于其感量与称量之比。（3）仪器的选择实验时要恰当地选择仪器。并非仪器越精密越好，如测量一车煤的质量用天平、测单摆的摆长时用千分尺等，这样麻烦、没意义，还是一种浪费，在实验中尽量减少精度高仪器的使用次数，以延长其使用寿命。在
38、选择仪器时。要注意：安全：不能超过仪器的量程;精密：精密度符合要求就行，不要在个实验中使用精密度悬殊的仪器:简单：越简单的仪器越好，越精密的仪器复杂程度越高。(4)怎样了解仪器的性能？仪器的性能有许多指标，最基本的是测量范围和准确等级。先从包装或者标签看型号国家教育部为了促进教学仪器的标准化、通用化和系统化，制定并颁发了教学仪器的技术标准，凡是国家教育部已经颁发技术标准的教学仪器，都有型号和定型样机。目前，把教学仪器分为九大类，每一类又分若干小类，分类标准是统一的，由阿拉伯数字表示，每个仪器的编号都有四位数，第一个数是大类号，第一个数加上第二个数是小类号，第三、四数字是仪器在同一小类中的序号，
39、如J 1 2 0 1,“1”表示通用仪器，“1 2”表示电源。“0 1”表示电源系列的1号；再如J 1 2 0 1 T,T”表示原来电源改进后的新产品。看仪器上的符号标记一般仪器上标明的主要是测量范围和精确度，如千分尺0.01m m,2 5 m m；调节范围和允许通过的最大电流，如滑动变阻器0T 0Q,2 A；额定电压和额定功率等。电表上的符号标记比较多，表示的信息也比较多。如果还有不清楚的，看仪器说明书。(5)使用时应注意什么问题？注意检查仪器是否能正常使用？检查是否有零误差？检查量程和精度是否符合要求。读数时，视线要与刻度平面垂直。二、实验操作规范认识仪器是正确使用仪器的前提，而要使实验顺
40、利进行，还要注意操作规范正确。作为一名物理教师要对“规范操作”有清醒的认识。(1)只有教师会规范操作，才能对学生提出明确的要求：教师不但会规范操作，还应知道那些做法属于不规范操作以及有可能带来的危害；(2)教师的规范操作，对学生有示范作用，同时教师科学的、严谨的作风也会对学生产生潜移默化的影响。现在的中招试题中，考操作规范的题目时有出现，若做过实验，且操作正确，这类题不算什么；若平时不注意或背操作，可能会成为难题。另外，要清醒认识不规范操作的危害性，如测电压时，若不知待测电压的大小，应先用大量程,看能否换用小量程，若用反了，可能把表损坏；但是用多用表测量高电压时，若放在电流挡或者电阻挡上，危险
41、就大了；稀释浓硫酸时，若程序反了，危害性就更大了。造成这种危害后，若是你教师要求不到位，恐怕你还要服一定的经济责任和法律责任。1.制定操作规范的出发点(1)安全，确保实验中不发生人身伤亡事故和损坏仪器的事故。(2)保证实验顺利进行，以完成特定的实验任务；(3)避免实验中人为带来过失误差，减小实验中的随机误差和系统误差。2.实验操作的程序要求(以电学实验为例)(1)装配仪器:装配仪器前，先检查仪器有没有零点误差、有没有损坏以及仪器是否够用。然后按照“简单、清楚、便于控制和观测”的原则布置仪器。具体来说：把需要读数的放在正前方，需要操作的如电键、滑动变阻器等放在右手边，不需要动的如电源、待测电阻等
42、放在左手边，然后根据电路图进行实物连图，先大回路，后小回路，先外部，后电源；尽量连线不交叉，能用短导线的不用长导线；接线要接在接线柱匕不能几根导线的一端脱离接线柱打个结；最后接电源，开关要保持断开状态。(2)仪器的预备性调整检查一下仪器的装配是否正确，各器件是否处于规定的初始状态，如滑动变阻器触头的位置、电表的量程选择等。(3)按照规则进行操作，当检查无误后，试探性的闭合电键，看电表的反应，若正常，按照要求继续操作。(4)整理仪器实验结束后，先断开电源，再拆线。学生要整理仪器后方可离开，整理时一要把仪器复原，二要检查仪器是否有损坏或者丢失或者别人借走没还。3 .实验操作的动作规范实验操作不仅要
43、注意程序规范化，还要注意动作规范化。(1)物理天平使用时应注意什么问题？先调节底座水平，再调节横梁平衡；使用过程中左手不离止动旋钮；镣子怎样加祛码？物体和祛码应放在盘中的何处？移动天平时应注意什么问题？(2)怎样拿烧杯倾倒液体？如果盛的是水银，还应用手托住杯子的底部。(3)如何观察标度？如何读数？(4)如何拿光学器件？(5)温度计怎样使用？4 .教师演示实验的操作要求作为演示实验，除了规范操作外，还应：（1）操作前，先介绍实验的目的、原理、器材、及观察的重点；（2）尽量增加可视性；（3）演示结束后，及时把仪器移开；（4）有不安全因素的实验，绝不能让学生上台操作。（5）尽量让学生参与，增强互动，
44、增强可信度。三、误差理论在中学物理实验中的应用要提高教师对物理实验的理论指导水平，必须掌握误差理论并应用到实际中去。近年来的中招试题中，涉及误差理论的题目不断涌现，只是提法不同-做法中最合理的是。既是中招考试中不考察误差理论，作为教师确定实验方案、选择仪器时也必须用到误差理论。1.误差测量值和真实值之间的差异叫做误差。物理实验离不开测量，测量必有误差,并且贯穿测量过程的始终；误差不是错误，只要细心、态度端正，错误是可以避免的，而误差是不可避免的，但可以设法减小。（在验证动量守恒定律的实验中，小球从斜槽上的同一位置由静止释放10次，落点位置完全重合是不正常的）2.测量误差的分类按照误差的性质和来
45、源，可以把误差分为系统误差和偶然误差（又叫随机误差）。（1）系统误差：在进行测量时，由存在的不合理的确定因素引起的测量值与真实值之间的偏离。它的特点是：多次重复同一测量时，测量结果总是偏大或者总是偏小，不会出现有时偏大有时偏小的情况，因此不能用多次测量求平均值的办法来减小系统误差。减小的办法：由于系统误差的来源有确定性，可以提前分析出来，所以减小系统误差的方法是对症下药：提高实验仪器的测量精度、完善实验原理、改进实验方法、控制实验条件等。系统误差的主要来源有：仪器误差（刻度不均匀、零点误差、天平不等臂、祛码的标称值不准、弹簧秤换弹簧后没有重新标刻度等）、理论误差（理论不完善如验证牛顿第二定律中
46、细绳的拉力等于砂和砂桶的总重力、半偏法测电流计的内阻不计电阻箱接入后电路总电阻的变化、伏安法测电阻不计电表内阻的影响、电源内阻不计等）、环境误差（由于环境温度变化引起的测量工具不准或者测量对象发生变化、测电阻时由于通电时间过长引起导体温度升高等）、人身误差（测量者自身的原因如按秒表时总是提前等）。（2）偶然误差：山于各种偶然因素对实验者、实验器材、测量对象等造成的。引起偶然误差的因素是随机的，具有不可预见性，所以事前也无法控制。测量的结果也有随机性，有时偏大，有时偏小，但是从统计的角度看，偏大和偏小出现的机会是均等的，且“误差小”出现的机会比“误差大”出现的机会大，所以可以利用多次测量求平均值
47、的方法减小偶然误差03.测量误差的表示分析实验数据时，常把误差分为绝对误差和相对误差，评价测量结果的好坏要用相对误差。(1)绝对误差：A N=|N-N o|,即测量值与真实值之差。它反映了测量值偏离真实值的程度，可以衡量一个测量结果的精确度。(2)相对误差(常用百分数表示，又叫百分误差)：等于绝对误差与真实值之比，即7 =xlO O%(一般情况下，待测物理量的真实值是不N()知道的，常用多次测量的平均值来代替真实值)。相对误差反映了测量结果的准确度，可用于评价两个测量结果的好坏。4.多次测量结果的表示 平均绝对误差：AN=|N,用/,误 差 理 论 表 明：若以任一测量/=!值为中心，以AN为
48、半径划定一个区域，则真值落在该区域的概率为5 7.5%。测量结果表示为N=NAN。S(N.曾 产(2)单个测量值的标准偏差：=1-,误差理论表明：若V n-1以任一测量值为中心，以标准偏差为半径划定一个区域，则真值落在该区域的概率为6 8.3%o 测量结果表示为N=N：SN。(3)算术平均值的标准偏差：S 灯=13-，误差理论表明：真 J n(n-1)值落在以方为中心，以S 犷为半径区域内的概率为6 8.3%测量结果表示为N=N+SR。5.有效数字和测量仪器的读数问题2 0 0 2 年最新的物理教学大纲中，对有效数字的要求是这样的：了解有效数字的概念，会有有效数字表达直接测量结果，间接测量的有
49、效数字的运算不做要求，一般保留2-3 位有效数字即可。1 9 9 6 年出版的物理教学大纲中，提 到“对直接测量的读数，般要求估读到最小刻度的卜分位（游标卡尺不估读）”。要测量，必读数，读数要按照有效数字的规则进行。（1）有效数字：测量总是有误差的，测量的结果总是近似的。用来表示测量结果的带有一位不可靠数字的近似数字叫做有效数字，有效数字的最后一位是不可靠的。测量结果有效数字的位数是由被测物理量的大小和测量仪器的精密度（最小刻度值）共同决定的。如长度在12厘米的物体，用不同的测量仪器测量，测量结果有效数字的位数是不同的。怎样识别测量结果有效数字的位数？“0”在测量结果中算不算有效数字？测量结果
50、进行单位换算时有效数字的位数不变;测量结果太大或者太小时,用科学计数法表示时，有效数字的位数不变。（2）怎样估算测量误差？利用测量仪器的精密度来估算：测量仪器的精密度，一般是指测量仪器的最小分度值。在相同条件下的多次测量中，山于测量着的生理、心理和其他原因，每次测量的误差大小由偶然性，但不会超过精密度的二分之一，因此，在单次测量中的最大绝对误差可认为是精密度的二分之一。主要适合于刻度尺、螺旋测微器、水银温度计、量筒等。利用测量仪器的准确度来估算：测量仪器的准确度是指在规定的适用条件下工作时的基本误差（额定最大相对误差）。以电表为例，2.5 级的电表的最大相对 百 分 误 差 是 2.5%,它