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物理實驗報告

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物理實驗報告

物理實驗報告范文第1篇

中學(xué)物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的觀察、實驗?zāi)芰Γ茖W(xué)的思維、分析和解決問題能力的主要課程之一。正向李政道先生所說的那樣:“教物理重要的是讓學(xué)生懂道理……”根據(jù)中學(xué)物理教學(xué)的目的和教學(xué)大綱的基本要求,在中學(xué)物理實驗的教學(xué)過程中應(yīng)使學(xué)生在科學(xué)實驗的基本方法上有一個實在的感受,從而培養(yǎng)他們的探索精神和創(chuàng)造性,并受到科學(xué)方法的教育。

1.實驗設(shè)計

為使實驗達到預(yù)期的目的,必須明白為什么要做這個實驗,做這個實驗是要解決現(xiàn)實技術(shù)問題、知識問題,還是要探索一下教材中將要出現(xiàn)的物理現(xiàn)象等等。解決實際問題的是什么樣的,探索書中的知識問題時,應(yīng)當(dāng)明白是哪一個問題及什么現(xiàn)象。目的明確,是實驗成功的前題。

設(shè)計實驗的基本方法歸納為下面幾種:

(1)平衡法。用于設(shè)計測量儀器。用已知量去檢驗測量另一些物理量。例如天平、彈簧秤、溫度計、比重計等。

(2)轉(zhuǎn)換法。借助于力、熱、光、電現(xiàn)象的相互轉(zhuǎn)換實行間接測量,例如打點計時器的設(shè)計,電磁儀表、光電管的設(shè)計等。

(3)放大法。利用迭加,反射等原理將微小量放大為可測量,例如游標(biāo)尺、螺旋測微器、庫侖扭秤、油膜法測分子直徑等。

2.探索性實驗的選題

學(xué)生探索性實驗,并不是去揭示尚未認識的物理規(guī)律。而是在經(jīng)歷該實驗的全過程之后,對探索性實驗有一個實在的感受,掌握探索未知物理規(guī)律的基本方法。

探索性實驗的選題應(yīng)與學(xué)生的知識水平和學(xué)習(xí)任務(wù)相適應(yīng)。在選題方面應(yīng)注意到以下幾點:

(1)根據(jù)中學(xué)生學(xué)到的數(shù)學(xué)知識和在實驗時間上的限制,實驗結(jié)果的經(jīng)驗公式以一次線性為宜。如:

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①線性關(guān)系:Y=a+bx

②反比關(guān)系:Y=a+b/x

③冪關(guān)系:Y=axb

改直:logy=loga+blogx

④指數(shù)關(guān)系: Y=aexp(bx)

改直:Iny=Ina+bx

以上各式中x為自變量,y為應(yīng)變量,同時又是被測量,a、b為常數(shù)。

(2)兩個被測量之間的變化特征具有較強的可觀察性。

(3)經(jīng)驗公式的理論分析不宜過于復(fù)雜。

3.物理實驗的操作方法

操作能力,主要是指基本儀器的使用和數(shù)據(jù)的讀出,儀器、設(shè)備的組裝或連接,故障的排除等三個方面。

(1)基本儀器的作用。中學(xué)物理實驗涉及的基本測量儀器有:米尺、卡尺、螺旋測微器、天平、停表、彈簧秤、溫度計、氣壓計、安培計、伏特計、變阻箱、萬用表、示波器。

使用基本測量儀器的規(guī)范要求是:

①了解測量儀器的使用方法,明確測量范圍允許極限和精密程度;

②對某些儀器如電表等,在使用前,必須調(diào)節(jié)零點,或記下零點誤差;

③牢記使用規(guī)則和操作程序;

④正確讀取數(shù)據(jù)。

例如,彈簧秤的正確使用要求是:明確彈簧秤的測量范圍;測量前,記下零點誤差;使用彈簧秤時,施力的方向應(yīng)與彈簧的軸線在同一直線上,不能使彈簧秤受力過久,以免引起彈性疲勞,損壞儀器;正確地觀察讀數(shù),記取數(shù)據(jù)時,不僅要記錄最小刻度能指示出來的數(shù),還應(yīng)讀出一位估計數(shù)字,數(shù)據(jù)后面要寫明單位。

又如,安培計的正確使用要求是:明確量程;使用前,調(diào)節(jié)零點;正確連接應(yīng)與待測電路串聯(lián),并注意正、負極性;正確讀取數(shù)據(jù),注明單位。

(2)儀器、設(shè)備的組裝或連接。要進行一個物理實驗,總是需要先把各個儀器、部件、設(shè)備組裝起來,并要求裝配和連接必須正確無誤。具體要求是:布局要合理,要便于觀察和操作;連接要正確,簡單;實驗前要檢查,必要時進行預(yù)備性調(diào)節(jié)。

例如,電路實驗,操作要求是:

①按照實驗原理電路圖,安排好儀器、元件的布局,要便于連接,便于檢查,便于操作,便于讀取數(shù)據(jù)。

②正確地連接電路。

安培表、伏特表是否分別與待測電路串聯(lián)、并聯(lián),正、負極性是否正確;滑線變阻器的接線是否合理;連接線路是否符合先支路、再并列、后干路、最后接電源的程序;電鍵是否能控制電路;接線是否簡捷、牢固。

③實驗前應(yīng)先檢查電路,發(fā)現(xiàn)問題及時糾正,并進行預(yù)備性調(diào)節(jié)。

④嚴(yán)格按操作程序操作,例如,改變電阻器的阻值,是否由小到大,或由大到小,最后,正確讀取數(shù)據(jù)。

(3)故障的排除

實驗中的故障排除,不單是一種操作能力,它涉及對實驗原理的掌握程度、分析問題處理問題的方法、對各部件工作情況的了解等,是一種綜合運用能力。

實驗發(fā)生故障時,應(yīng)根據(jù)各部件工作狀態(tài)及各部件聯(lián)結(jié)處的分析,可能產(chǎn)生故障的幾種因素,逐個檢查,以致最后排除故障。

總之,培養(yǎng)實驗操作能力,是學(xué)習(xí)物理的必要基礎(chǔ),它有利于對知識的理解,有利于自己創(chuàng)造條件探索問題,有利于學(xué)生智力的發(fā)展。

在物理學(xué)習(xí)中,培養(yǎng)操作能力,應(yīng)有計劃地、分階段地進行。

第一,操作的認知階段

要求對操作技能有初步的認識,在頭腦中形成操作的映象,要求按規(guī)定的程序,做一些目的單純的定向訓(xùn)練;

第二,操作的階調(diào)階段

要求反復(fù)練習(xí)操作,提高操作的準(zhǔn)確性、協(xié)調(diào)性。

4.物理實驗中的觀察內(nèi)容

觀察是對事物和現(xiàn)象的仔細察看、了解。它是思維的知覺,智力活動的門戶和源泉。中學(xué)物理實驗中的觀察是一種有目的、有計劃而且比較持久的思維知覺,一般需要重點地觀察實驗的基本儀器、實驗的設(shè)備和裝置,實驗中的各種物理現(xiàn)象和數(shù)據(jù)、圖象、圖表,以及教師的規(guī)范化操作等等。

(1)觀察儀器的刻度。儀器刻度的觀察,主要是弄清刻度值的單位及其最小分度值,由此可確定測量值應(yīng)估讀到哪一位。

(2)觀察儀器的構(gòu)造。主要是通過觀察,了解儀器的結(jié)構(gòu)原理、每個部件的作用、測量范圍等等。

例如,液體溫度計是利用液體熱脹冷縮的原理制成的。它們的底部都有一個玻璃泡,上部是一根頂端封閉、內(nèi)徑細而均勻的玻璃管,在管和泡里有適量的某種液體,管上標(biāo)有刻度,在溫度改變時,液體熱脹冷縮,管內(nèi)液面位置就隨著改變,從液體達到的刻度就可讀出溫度值,溫度計由于用途不一,測量范圍也各不相同。例如,體溫計的測量范圍是35~42℃,一般實驗室的水銀溫度計其測量范圍是20~100℃。

(3)觀察儀器的銘牌。通過對儀器銘牌的觀察可了解儀器的名稱、規(guī)格、使用方法和使用條件等等。

例如,有的變阻器的銘牌上標(biāo)有“滑動變阻器,1.5A50Ω的意思是滑動變阻器允許通入的最大電流是1.5A,最大阻值是50Ω。

(4)觀察圖像、圖表、示意圖、實物圖。對圖像的觀察,主要是觀察它反映的是什么物理現(xiàn)象,物理量變化過程怎樣,物理量的變化遵循什么規(guī)律。

對圖表的觀察,主要通過觀察了解圖表的意義、用途、應(yīng)用條件以及所列物理量的單位。

例如,液體的沸點表反映了不同液體沸騰時的溫度,用它可以查找液體的沸點,單位是℃,因液體的沸點跟壓強等條件有關(guān)系,表中所列的通常是在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點值。

對示意圖、電路圖、實物圖等的觀察,主要觀察它們分別反映的是什么物理模型,有何用途,儀器和電路的結(jié)構(gòu)是怎樣布局的,各個部件(或元件)如何連接,各部分有什么關(guān)系等等。

(5)觀察實驗裝置的安裝。通過對實驗裝置安裝的觀察,可了解該裝置的用途,使用了哪些儀器和元件以及儀器配置的順序和方法等等。

(6)觀察實驗的操作過程。通過對實驗操作過程觀察,可了解操作前需做哪些準(zhǔn)備工作,操作實驗的順序和過程怎樣(例略)。

(7)觀察實驗的現(xiàn)象。對實驗現(xiàn)象的觀察,主要是觀察現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和過程。

例如,兩根相距很近的平行導(dǎo)線,當(dāng)通入相同方向的電流時,兩者會相互吸引;當(dāng)通入相反方向電流時,兩者就互相排斥。

(8)觀察實驗的數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)的觀察,要求觀測的方法要正確,數(shù)字的讀數(shù)要根據(jù)儀器最小刻度達到一定的準(zhǔn)確度,記錄測量的結(jié)果時必須明確數(shù)據(jù)的單位。

例如,測物體長度,觀察刻度時要眼睛正視制度線,不能斜視,觀察裝在玻璃量筒里或玻璃量杯里水面到達的刻度時,視線要跟水面凹形的底部相平,觀察水銀溫度計時,視線要和水銀面最高處相平。

(9)觀察教師的示范演示。對教師示范演示的觀察,要觀察教師規(guī)范化的安裝實驗裝置,合理地安排實驗程序和正確的操作過程以及演示物理現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的讀取和記錄,如何得到實驗結(jié)果等等(例略)。

5.物理實驗中的觀察方法

物理實驗觀察,通常采用的方法有:對比觀察法和歸納觀察法。

(1)對比觀察法。人們認識事物、現(xiàn)象,往往是通過對兩個事物、現(xiàn)象的對比,或把某一現(xiàn)象發(fā)生變化的前、后情況進行比較來實現(xiàn)的。

例如,觀察物質(zhì)熔解或凝固時的體積變化,就可以把石蠟放在燒杯里,先用酒精燈徐徐加熱使其全部熔解。這時,觀察到石蠟液面是水平的,標(biāo)出液面與燒杯接觸的高度。撤去酒精燈,等石蠟冷卻全部凝固后,經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn):石蠟面與燒杯接觸的高度雖然沒有明顯的變化,但表面凹下去了。

又如,在學(xué)習(xí)沸騰現(xiàn)象時,可以觀察液體在沸騰前和沸騰時的情況,并進行比較。這時,要求學(xué)生做到細致、敏捷、全面、準(zhǔn)確地觀察。結(jié)果會發(fā)現(xiàn):沸騰前,液體內(nèi)部形成氣泡,氣泡在上升過程中逐漸變大,達到液面后破裂。通過液體沸騰前、后的情況對比,可以得知:沸騰是液體內(nèi)部和表面都進行劇烈地汽化的現(xiàn)象。

我們還可以人為地控制條件,使液體分別在常壓、加壓、減壓下沸騰,比較不同情況下的沸騰現(xiàn)象可知:同一種液體,沸點隨外界壓強變化而改變;如果研究對象為不同液體,使它們在相同外界壓強的條件下沸騰,通過對比實驗觀察可知,在相同的壓強下,不同液體的沸點是不同的。

從以上兩個例子可以看出:使用對比觀察法,有利于掌握現(xiàn)象的特征以及它與其它類似現(xiàn)象的區(qū)別。

(2)歸納觀察法。總結(jié)一些現(xiàn)象的一般規(guī)律,反映現(xiàn)象的實質(zhì)時,或研究一些涉及變化因素較多的問題時,通常采用歸納觀察法。即通過對個別現(xiàn)象分別進行觀察,得到一些個別的結(jié)論,再分析、歸納,從而得出一般的規(guī)律。

例如,為了便于研究質(zhì)點的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,就在先確定質(zhì)量這個因素是不變情況下,觀察加速度與力之間的關(guān)系;然后在確定另一個因素——力是不變的情況下,觀察加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系;最后,通過歸納得出牛頓第二運動定律。

可見,使用歸納觀察法,有利于掌握現(xiàn)象的實質(zhì)以及研究比較復(fù)雜現(xiàn)象的一般規(guī)律。

總之,培養(yǎng)觀察能力,要明確觀察的目的、任務(wù),激發(fā)學(xué)生的觀察興趣,要使學(xué)生養(yǎng)成善于觀察、勤于思考的習(xí)慣,要教給學(xué)生觀察的方法,對學(xué)生進行觀察訓(xùn)練,要求觀察得準(zhǔn)確、全面、細致、敏捷。

6.實驗結(jié)果的表示

實驗結(jié)果的表示,首先取決于實驗的物理模式,通過被測量之間的相互關(guān)系,考慮實驗結(jié)果的表示方法。常見的實驗結(jié)果的表示方法是有圖解法和方程表示法。在處理數(shù)據(jù)時可根據(jù)需要和方便選擇任何一種方法表示實驗的最后結(jié)果。

(1)實驗結(jié)果的圖形表示法。把實驗結(jié)果用函數(shù)圖形表示出來,在實驗工作中也有普遍的實用價值。它有明顯的直觀性,能清楚的反映出實驗過程中變量之間的變化進程和連續(xù)變化的趨勢。精確地描制圖線,在具體數(shù)學(xué)關(guān)系式為未知的情況下還可進行圖解,并可借助圖形來選擇經(jīng)驗公式的數(shù)學(xué)模型。因此用圖形來表示實驗的結(jié)果是每個中學(xué)生必須掌握的。

圖解法主要問題是擬合面線,一般可分五步來進行。

①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。

②選擇坐標(biāo)紙,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。可根據(jù)需要和方便選擇不同的坐標(biāo)紙,原來為曲線關(guān)系的兩個變量經(jīng)過坐標(biāo)變換利用對數(shù)坐標(biāo)就要能變成直線關(guān)系。常用的有直角坐標(biāo)紙、單對數(shù)坐標(biāo)紙和雙對數(shù)坐標(biāo)紙。

③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:

a.格值的大小應(yīng)當(dāng)與測量得值所表達的精確度相適應(yīng)。

b.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。

④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)。

⑤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。

⑥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。

物理實驗報告范文第2篇

大學(xué)物理實驗(設(shè)計性實驗)

實驗報告

指導(dǎo)老師:王建明

姓 名:張國生

學(xué) 號:XX0233

學(xué) 院:信息與計算科學(xué)學(xué)院

班 級:05信計2班

重力加速度的測定

一、實驗任務(wù)

精確測定銀川地區(qū)的重力加速度

二、實驗要求

測量結(jié)果的相對不確定度不超過5%

三、物理模型的建立及比較

初步確定有以下六種模型方案:

方法一、用打點計時器測量

所用儀器為:打點計時器、直尺、帶錢夾的鐵架臺、紙帶、夾子、重物、學(xué)生電源等.

利用自由落體原理使重物做自由落體運動.選擇理想紙帶,找出起始點0,數(shù)出時間為t的p點,用米尺測出op的距離為h,其中t=0.02秒×兩點間隔數(shù).由公式h=gt2/2得g=2h/t2,將所測代入即可求得g.

方法二、用滴水法測重力加速度

調(diào)節(jié)水龍頭閥門,使水滴按相等時間滴下,用秒表測出n個(n取50—100)水滴所用時間t,則每兩水滴相隔時間為t′=t/n,用米尺測出水滴下落距離h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.

方法三、取半徑為r的玻璃杯,內(nèi)裝適當(dāng)?shù)囊后w,固定在旋轉(zhuǎn)臺上.旋轉(zhuǎn)臺繞其對稱軸以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn),這時液體相對于玻璃杯的形狀為旋轉(zhuǎn)拋物面

重力加速度的計算公式推導(dǎo)如下:

取液面上任一液元a,它距轉(zhuǎn)軸為x,質(zhì)量為m,受重力mg、彈力n.由動力學(xué)知:

ncosα-mg=0 (1)

nsinα=mω2x (2)

兩式相比得tgα=ω2x/g,又 tgα=dy/dx,dy=ω2xdx/g,

y/x=ω2x/2g. g=ω2x2/2y.

.將某點對于對稱軸和垂直于對稱軸最低點的直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)x、y測出,將轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速ω代入即可求得g.

方法四、光電控制計時法

調(diào)節(jié)水龍頭閥門,使水滴按相等時間滴下,用秒表測出n個(n取50—100)水滴所用時間t,則每兩水滴相隔時間為t′=t/n,用米尺測出水滴下落距離h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.

方法五、用圓錐擺測量

所用儀器為:米尺、秒表、單擺.

使單擺的擺錘在水平面內(nèi)作勻速圓周運動,用直尺測量出h(見圖1),用秒表測出擺錐n轉(zhuǎn)所用的時間t,則擺錐角速度ω=2πn/t

擺錐作勻速圓周運動的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上幾式得:

g=4π2n2h/t2.

將所測的n、t、h代入即可求得g值.

方法六、單擺法測量重力加速度

在擺角很小時,擺動周期為:

通過對以上六種方法的比較,本想嘗試?yán)霉怆娍刂朴嫊r法來測量,但因為實驗室器材不全,故該方法無法進行;對其他幾種方法反復(fù)比較,用單擺法測量重力加速度原理、方法都比較簡單且最熟悉,儀器在實驗室也很齊全,故利用該方法來測最為順利,從而可以得到更為精確的值。

四、采用模型六利用單擺法測量重力加速度

摘要:

重力加速度是物理學(xué)中一個重要參量。地球上各個地區(qū)重力加速度的數(shù)值,隨該地區(qū)的地理緯度和相對海平面的高度而稍有差異。一般說,在赤道附近重力加速度值最小,越靠近南北兩極,重力加速度的值越大,最大值與最小值之差約為1/300。研究重力加速度的分布情況,在地球物理學(xué)中具有重要意義。利用專門儀器,仔細測繪各地區(qū)重力加速度的分布情況,還可以對地下資源進行探測。

伽利略在比薩大教堂內(nèi)觀察一個圣燈的緩慢擺動,用他的脈搏跳動作為計時器計算圣燈擺動的時間,他發(fā)現(xiàn)連續(xù)擺動的圣燈,其每次擺動的時間間隔是相等的,與圣燈擺動的幅度無關(guān),并進一步用實驗證實了觀察的結(jié)果,為單擺作為計時裝置奠定了基礎(chǔ)。這就是單擺的等時性原理。

應(yīng)用單擺來測量重力加速度簡單方便,因為單擺的振動周期是決定于振動系統(tǒng)本身的性質(zhì),即決定于重力加速度g和擺長l,只需要量出擺長,并測定擺動的周期,就可以算出g值。

實驗器材:

單擺裝置(自由落體測定儀),鋼卷尺,游標(biāo)卡尺、電腦通用計數(shù)器、光電門、單擺線

實驗原理:

單擺是由一根不能伸長的輕質(zhì)細線和懸在此線下端體積很小的重球所構(gòu)成。在擺長遠大于球的直徑,擺錐質(zhì)量遠大于線的質(zhì)量的條件下,將懸掛的小球自平衡位置拉至一邊(很小距離,擺角小于5°),然后釋放,擺錐即在平衡位置左右作周期性的往返擺動,如圖2-1所示。

f =p sinθ

f

θ

t=p cosθ

p = mg

l

圖2-1 單擺原理圖

擺錐所受的力f是重力和繩子張力的合力,f指向平衡位置。當(dāng)擺角很小時(θ<5°),圓弧可近似地看成直線,f也可近似地看作沿著這一直線。設(shè)擺長為l,小球位移為x,質(zhì)量為m,則

sinθ=

f=psinθ=-mg =-m x (2-1)

由f=ma,可知a=- x

式中負號表示f與位移x方向相反。

單擺在擺角很小時的運動,可近似為簡諧振動,比較諧振動公式:a= =-ω2x

可得ω=

于是得單擺運動周期為:

t=2π/ω=2π (2-2)

t2= l (2-3)

或 g=4π2 (2-4)

利用單擺實驗測重力加速度時,一般采用某一個固定擺長l,在多次精密地測量出單擺的周期t后,代入(2-4)式,即可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。

由式(2-3)可知,t2和l之間具有線性關(guān)系, 為其斜率,如對于各種不同的擺長測出各自對應(yīng)的周期,則可利用t2—l圖線的斜率求出重力加速度g。

試驗條件及誤差分析:

上述單擺測量g的方法依據(jù)的公式是(2-2)式,這個公式的成立是有條件的,否則將使測量產(chǎn)生如下系統(tǒng)誤差:

1. 單擺的擺動周期與擺角的關(guān)系,可通過測量θ<5°時兩次不同擺角θ1、θ2的周期值進行比較。在本實驗的測量精度范圍內(nèi),驗證出單擺的t與θ無關(guān)。

實際上,單擺的周期t隨擺角θ增加而增加。根據(jù)振動理論,周期不僅與擺長l有關(guān),而且與擺動的角振幅有關(guān),其公式為:

t=t0[1+( )2sin2 +( )2sin2 +……]

式中t0為θ接近于0o時的周期,即t0=2π

2.懸線質(zhì)量m0應(yīng)遠小于擺錐的質(zhì)量m,擺錐的半徑r應(yīng)遠小于擺長l,實際上任何一個單擺都不是理想的,由理論可以證明,此時考慮上述因素的影響,其擺動周期為:

3.如果考慮空氣的浮力,則周期應(yīng)為:

式中t0是同一單擺在真空中的擺動周期,ρ空氣是空氣的密度,ρ擺錐 是擺錐的密度,由上式可知單擺周期并非與擺錐材料無關(guān),當(dāng)擺錐密度很小時影響較大。

物理實驗報告范文第3篇

一【實驗名稱】用天平、量筒、燒杯等實驗儀器測定牛奶的密度

二【實驗?zāi)康摹坑锰炱胶土客矞y量牛奶的密度。

三【實驗材料和器材】牛奶、天平、砝碼、量筒、燒杯。

四【實驗原理】ρ=m/V 。

五【實驗方法(步驟)】

1. 將天平放在水平臺面上,按天平使用規(guī)則調(diào)節(jié)天平平衡;

2. 將適量的液體加入到燒杯中,用天平稱量出液體和燒杯的總質(zhì)量m1,記錄于預(yù)先設(shè)計好的表格中;

3. 將量筒放在水平臺面上,把燒杯中的液體倒入量筒中一部分,讀出示數(shù)并記下量筒內(nèi)液體的體積V;

4. 稱出燒杯和杯中剩下的液體的質(zhì)量m2,記錄于表格中;

5. 根據(jù)ρ=(m1-m2)/V ,計算出牛奶的密度;

6. 為確保測量準(zhǔn)確,可進行多次測量(一般不少于3次),取ρ的平均值,作為測定結(jié)果。

物理實驗報告范文第4篇

做下面的小試驗。

器材

找一個底面很平的容器,讓一個蠟燭頭緊貼在容器底部,再往容器里倒水,蠟燭頭并不會浮起來;輕輕地把蠟燭頭撥倒,它立刻就會浮起來。

可見,當(dāng)物體與容器底部緊密接觸時,兩個接觸面間就沒有液體滲入,物體的下表面不再受液體對它向上的壓強,液體對它就失去了向上托的力,浮力當(dāng)然隨之消失了。

現(xiàn)在,你能提出為潛艇擺脫困境的措施了嗎?

“浮力是怎樣產(chǎn)生的”,學(xué)生對“浮力就是液體對物體向上的壓力和向下的壓力之差”這一結(jié)論是可以理解的,但卻難以相信,因此做好浮力消失的實驗是攻克這一難點的關(guān)鍵,下面介紹兩種簡便方法。

[方法1]

器材:大小適當(dāng)?shù)牟A┒?化學(xué)實驗室有)一個、乒乓球一只、紅水一杯。

步驟:

(1)將乒乓球有意撳入水中,松手后乒乓球很快浮起。

(2)用手托住漏斗(喇叭口朝上,漏斗柄夾在中指和無名指之間),將乒乓球放入其中,以大拇指按住乒乓球,將水倒入漏斗中,松開拇指,可見乒乓球不浮起,(這時漏斗柄下口有水向下流,這是因為乒乓球與漏斗間不太密合)。

(3)用手指堵住出水口,可見漏斗柄中水面逐漸上升,當(dāng)水面升至乒乓球時,乒乓球迅即上浮。(若漏斗柄下口出水過快,可在乒乓球與漏斗接觸處墊一圈棉花,這樣可以從容地觀察水在漏斗柄中上升的情況。)

[方法2]

器材:透明平底塑料桶(深度10cm左右,口徑宜大些,便于操作)一只、底面基本平整的木塊(如象棋子、積木、保溫瓶塞等)一個、筷子一根、水一杯。

制作小孔桶:取一鐵扦在酒精燈上燒紅,在塑料桶底面中央穿一小孔、孔徑1cm左右,用砂紙將孔邊磨平即成一小孔桶。

步驟:

(1)將木塊有意撳入水中,松手后木塊很快浮起。

(2)將木塊平整的一面朝下放入小孔桶中并遮住小孔,用筷子按住木塊,向桶中倒水。移去筷子,可見木塊不浮起。(這時小孔處有水向下滴,這是因為木塊與桶的接觸面之間不很密合)。

(3)用手指堵住小孔,木塊立即上浮。

物理實驗報告范文第5篇

1.實驗設(shè)計

為使實驗達到預(yù)期的目的,必須明白為什么要做這個實驗,做這個實驗是要解決現(xiàn)實技術(shù)問題、知識問題,還是要探索一下教材中將要出現(xiàn)的物理現(xiàn)象等等。解決實際問題的是什么樣的,探索書中的知識問題時,應(yīng)當(dāng)明白是哪一個問題及什么現(xiàn)象。目的明確,是實驗成功的前題。

設(shè)計實驗的基本方法歸納為下面幾種:

(1)平衡法。用于設(shè)計測量儀器。用已知量去檢驗測量另一些物理量。例如天平、彈簧秤、溫度計、比重計等。

(2)轉(zhuǎn)換法。借助于力、熱、光、電現(xiàn)象的相互轉(zhuǎn)換實行間接測量,例如打點計時器的設(shè)計,電磁儀表、光電管的設(shè)計等。

(3)放大法。利用迭加,反射等原理將微小量放大為可測量,例如游標(biāo)尺、螺旋測微器、庫侖扭秤、油膜法測分子直徑等。

2.探索性實驗的選題

學(xué)生探索性實驗,并不是去揭示尚未認識的物理規(guī)律。而是在經(jīng)歷該實驗的全過程之后,對探索性實驗有一個實在的感受,掌握探索未知物理規(guī)律的基本方法。

探索性實驗的選題應(yīng)與學(xué)生的知識水平和學(xué)習(xí)任務(wù)相適應(yīng)。在選題方面應(yīng)注意到以下幾點:

(1)根據(jù)中學(xué)生學(xué)到的數(shù)學(xué)知識和在實驗時間上的限制,實驗結(jié)果的經(jīng)驗公式以一次線性為宜。如:

物理實驗報告·化學(xué)實驗報告·生物實驗報告·實驗報告格式·實驗報告模板

①線性關(guān)系:Y=a+bx

②反比關(guān)系:Y=a+b/x

③冪關(guān)系:Y=axb

改直:logy=loga+blogx

④指數(shù)關(guān)系:Y=aexp(bx)

改直:Iny=Ina+bx

以上各式中x為自變量,y為應(yīng)變量,同時又是被測量,a、b為常數(shù)。

(2)兩個被測量之間的變化特征具有較強的可觀察性。

(3)經(jīng)驗公式的理論分析不宜過于復(fù)雜。

3.物理實驗的操作方法

操作能力,主要是指基本儀器的使用和數(shù)據(jù)的讀出,儀器、設(shè)備的組裝或連接,故障的排除等三個方面。

(1)基本儀器的作用。中學(xué)物理實驗涉及的基本測量儀器有:米尺、卡尺、螺旋測微器、天平、停表、彈簧秤、溫度計、氣壓計、安培計、伏特計、變阻箱、萬用表、示波器。

使用基本測量儀器的規(guī)范要求是:

①了解測量儀器的使用方法,明確測量范圍允許極限和精密程度;

②對某些儀器如電表等,在使用前,必須調(diào)節(jié)零點,或記下零點誤差;

③牢記使用規(guī)則和操作程序;

④正確讀取數(shù)據(jù)。

例如,彈簧秤的正確使用要求是:明確彈簧秤的測量范圍;測量前,記下零點誤差;使用彈簧秤時,施力的方向應(yīng)與彈簧的軸線在同一直線上,不能使彈簧秤受力過久,以免引起彈性疲勞,損壞儀器;正確地觀察讀數(shù),記取數(shù)據(jù)時,不僅要記錄最小刻度能指示出來的數(shù),還應(yīng)讀出一位估計數(shù)字,數(shù)據(jù)后面要寫明單位。

又如,安培計的正確使用要求是:明確量程;使用前,調(diào)節(jié)零點;正確連接應(yīng)與待測電路串聯(lián),并注意正、負極性;正確讀取數(shù)據(jù),注明單位。

(2)儀器、設(shè)備的組裝或連接。要進行一個物理實驗,總是需要先把各個儀器、部件、設(shè)備組裝起來,并要求裝配和連接必須正確無誤。具體要求是:布局要合理,要便于觀察和操作;連接要正確,簡單;實驗前要檢查,必要時進行預(yù)備性調(diào)節(jié)。

例如,電路實驗,操作要求是:

①按照實驗原理電路圖,安排好儀器、元件的布局,要便于連接,便于檢查,便于操作,便于讀取數(shù)據(jù)。

②正確地連接電路。

安培表、伏特表是否分別與待測電路串聯(lián)、并聯(lián),正、負極性是否正確;滑線變阻器的接線是否合理;連接線路是否符合先支路、再并列、后干路、最后接電源的程序;電鍵是否能控制電路;接線是否簡捷、牢固。

③實驗前應(yīng)先檢查電路,發(fā)現(xiàn)問題及時糾正,并進行預(yù)備性調(diào)節(jié)。

④嚴(yán)格按操作程序操作,例如,改變電阻器的阻值,是否由小到大,或由大到小,最后,正確讀取數(shù)據(jù)。

(3)故障的排除

實驗中的故障排除,不單是一種操作能力,它涉及對實驗原理的掌握程度、分析問題處理問題的方法、對各部件工作情況的了解等,是一種綜合運用能力。

實驗發(fā)生故障時,應(yīng)根據(jù)各部件工作狀態(tài)及各部件聯(lián)結(jié)處的分析,可能產(chǎn)生故障的幾種因素,逐個檢查,以致最后排除故障。

總之,培養(yǎng)實驗操作能力,是學(xué)習(xí)物理的必要基礎(chǔ),它有利于對知識的理解,有利于自己創(chuàng)造條件探索問題,有利于學(xué)生智力的發(fā)展。

在物理學(xué)習(xí)中,培養(yǎng)操作能力,應(yīng)有計劃地、分階段地進行。

第一,操作的認知階段

要求對操作技能有初步的認識,在頭腦中形成操作的映象,要求按規(guī)定的程序,做一些目的單純的定向訓(xùn)練;

第二,操作的階調(diào)階段

要求反復(fù)練習(xí)操作,提高操作的準(zhǔn)確性、協(xié)調(diào)性。

4.物理實驗中的觀察內(nèi)容

觀察是對事物和現(xiàn)象的仔細察看、了解。它是思維的知覺,智力活動的門戶和源泉。中學(xué)物理實驗中的觀察是一種有目的、有計劃而且比較持久的思維知覺,一般需要重點地觀察實驗的基本儀器、實驗的設(shè)備和裝置,實驗中的各種物理現(xiàn)象和數(shù)據(jù)、圖象、圖表,以及教師的規(guī)范化操作等等。

(1)觀察儀器的刻度。儀器刻度的觀察,主要是弄清刻度值的單位及其最小分度值,由此可確定測量值應(yīng)估讀到哪一位。

(2)觀察儀器的構(gòu)造。主要是通過觀察,了解儀器的結(jié)構(gòu)原理、每個部件的作用、測量范圍等等。

例如,液體溫度計是利用液體熱脹冷縮的原理制成的。它們的底部都有一個玻璃泡,上部是一根頂端封閉、內(nèi)徑細而均勻的玻璃管,在管和泡里有適量的某種液體,管上標(biāo)有刻度,在溫度改變時,液體熱脹冷縮,管內(nèi)液面位置就隨著改變,從液體達到的刻度就可讀出溫度值,溫度計由于用途不一,測量范圍也各不相同。例如,體溫計的測量范圍是35~42℃,一般實驗室的水銀溫度計其測量范圍是20~100℃。

(3)觀察儀器的銘牌。通過對儀器銘牌的觀察可了解儀器的名稱、規(guī)格、使用方法和使用條件等等。

例如,有的變阻器的銘牌上標(biāo)有“滑動變阻器,1.5A50Ω的意思是滑動變阻器允許通入的最大電流是1.5A,最大阻值是50Ω。

(4)觀察圖像、圖表、示意圖、實物圖。對圖像的觀察,主要是觀察它反映的是什么物理現(xiàn)象,物理量變化過程怎樣,物理量的變化遵循什么規(guī)律。

對圖表的觀察,主要通過觀察了解圖表的意義、用途、應(yīng)用條件以及所列物理量的單位。

例如,液體的沸點表反映了不同液體沸騰時的溫度,用它可以查找液體的沸點,單位是℃,因液體的沸點跟壓強等條件有關(guān)系,表中所列的通常是在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點值。

對示意圖、電路圖、實物圖等的觀察,主要觀察它們分別反映的是什么物理模型,有何用途,儀器和電路的結(jié)構(gòu)是怎樣布局的,各個部件(或元件)如何連接,各部分有什么關(guān)系等等。

(5)觀察實驗裝置的安裝。通過對實驗裝置安裝的觀察,可了解該裝置的用途,使用了哪些儀器和元件以及儀器配置的順序和方法等等。

(6)觀察實驗的操作過程。通過對實驗操作過程觀察,可了解操作前需做哪些準(zhǔn)備工作,操作實驗的順序和過程怎樣(例略)。

(7)觀察實驗的現(xiàn)象。對實驗現(xiàn)象的觀察,主要是觀察現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和過程。

例如,兩根相距很近的平行導(dǎo)線,當(dāng)通入相同方向的電流時,兩者會相互吸引;當(dāng)通入相反方向電流時,兩者就互相排斥。

(8)觀察實驗的數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)的觀察,要求觀測的方法要正確,數(shù)字的讀數(shù)要根據(jù)儀器最小刻度達到一定的準(zhǔn)確度,記錄測量的結(jié)果時必須明確數(shù)據(jù)的單位。

例如,測物體長度,觀察刻度時要眼睛正視制度線,不能斜視,觀察裝在玻璃量筒里或玻璃量杯里水面到達的刻度時,視線要跟水面凹形的底部相平,觀察水銀溫度計時,視線要和水銀面最高處相平。

(9)觀察教師的示范演示。對教師示范演示的觀察,要觀察教師規(guī)范化的安裝實驗裝置,合理地安排實驗程序和正確的操作過程以及演示物理現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的讀取和記錄,如何得到實驗結(jié)果等等(例略)。

5.物理實驗中的觀察方法

物理實驗觀察,通常采用的方法有:對比觀察法和歸納觀察法。

(1)對比觀察法。人們認識事物、現(xiàn)象,往往是通過對兩個事物、現(xiàn)象的對比,或把某一現(xiàn)象發(fā)生變化的前、后情況進行比較來實現(xiàn)的。

例如,觀察物質(zhì)熔解或凝固時的體積變化,就可以把石蠟放在燒杯里,先用酒精燈徐徐加熱使其全部熔解。這時,觀察到石蠟液面是水平的,標(biāo)出液面與燒杯接觸的高度。撤去酒精燈,等石蠟冷卻全部凝固后,經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn):石蠟面與燒杯接觸的高度雖然沒有明顯的變化,但表面凹下去了。

又如,在學(xué)習(xí)沸騰現(xiàn)象時,可以觀察液體在沸騰前和沸騰時的情況,并進行比較。這時,要求學(xué)生做到細致、敏捷、全面、準(zhǔn)確地觀察。結(jié)果會發(fā)現(xiàn):沸騰前,液體內(nèi)部形成氣泡,氣泡在上升過程中逐漸變大,達到液面后破裂。通過液體沸騰前、后的情況對比,可以得知:沸騰是液體內(nèi)部和表面都進行劇烈地汽化的現(xiàn)象。

我們還可以人為地控制條件,使液體分別在常壓、加壓、減壓下沸騰,比較不同情況下的沸騰現(xiàn)象可知:同一種液體,沸點隨外界壓強變化而改變;如果研究對象為不同液體,使它們在相同外界壓強的條件下沸騰,通過對比實驗觀察可知,在相同的壓強下,不同液體的沸點是不同的。

從以上兩個例子可以看出:使用對比觀察法,有利于掌握現(xiàn)象的特征以及它與其它類似現(xiàn)象的區(qū)別。

(2)歸納觀察法。總結(jié)一些現(xiàn)象的一般規(guī)律,反映現(xiàn)象的實質(zhì)時,或研究一些涉及變化因素較多的問題時,通常采用歸納觀察法。即通過對個別現(xiàn)象分別進行觀察,得到一些個別的結(jié)論,再分析、歸納,從而得出一般的規(guī)律。

例如,為了便于研究質(zhì)點的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,就在先確定質(zhì)量這個因素是不變情況下,觀察加速度與力之間的關(guān)系;然后在確定另一個因素——力是不變的情況下,觀察加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系;最后,通過歸納得出牛頓第二運動定律。

可見,使用歸納觀察法,有利于掌握現(xiàn)象的實質(zhì)以及研究比較復(fù)雜現(xiàn)象的一般規(guī)律。

總之,培養(yǎng)觀察能力,要明確觀察的目的、任務(wù),激發(fā)學(xué)生的觀察興趣,要使學(xué)生養(yǎng)成善于觀察、勤于思考的習(xí)慣,要教給學(xué)生觀察的方法,對學(xué)生進行觀察訓(xùn)練,要求觀察得準(zhǔn)確、全面、細致、敏捷。

6.實驗結(jié)果的表示

實驗結(jié)果的表示,首先取決于實驗的物理模式,通過被測量之間的相互關(guān)系,考慮實驗結(jié)果的表示方法。常見的實驗結(jié)果的表示方法是有圖解法和方程表示法。在處理數(shù)據(jù)時可根據(jù)需要和方便選擇任何一種方法表示實驗的最后結(jié)果。

(1)實驗結(jié)果的圖形表示法。把實驗結(jié)果用函數(shù)圖形表示出來,在實驗工作中也有普遍的實用價值。它有明顯的直觀性,能清楚的反映出實驗過程中變量之間的變化進程和連續(xù)變化的趨勢。精確地描制圖線,在具體數(shù)學(xué)關(guān)系式為未知的情況下還可進行圖解,并可借助圖形來選擇經(jīng)驗公式的數(shù)學(xué)模型。因此用圖形來表示實驗的結(jié)果是每個中學(xué)生必須掌握的。

圖解法主要問題是擬合面線,一般可分五步來進行。

①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。

②選擇坐標(biāo)紙,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。可根據(jù)需要和方便選擇不同的坐標(biāo)紙,原來為曲線關(guān)系的兩個變量經(jīng)過坐標(biāo)變換利用對數(shù)坐標(biāo)就要能變成直線關(guān)系。常用的有直角坐標(biāo)紙、單對數(shù)坐標(biāo)紙和雙對數(shù)坐標(biāo)紙。

③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:

a.格值的大小應(yīng)當(dāng)與測量得值所表達的精確度相適應(yīng)。

b.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。

④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)。

⑤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。

⑥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。

(2)實驗結(jié)果的方程表示法。方程式是中學(xué)生應(yīng)用較多的一種數(shù)學(xué)形式,利用方程式表示實驗結(jié)果。不僅在形式上緊湊,并且也便于作數(shù)學(xué)上的進一步處理。實驗結(jié)果的方程表示法一般可分以下四步進行。

①確立數(shù)學(xué)模型,對于只研究兩個變量相互關(guān)系的實驗,其數(shù)學(xué)模型可借助于圖解法來確定,首先根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在直角坐標(biāo)系中作出相應(yīng)圖線,看其圖線是否是直線,反比關(guān)系曲線,冪函數(shù)曲線,指數(shù)曲線等,就可確定出經(jīng)驗方程的數(shù)學(xué)模型分別為:共2頁,當(dāng)前第1頁12

Y=a+bx,Y=a+b/x,Y=a\b,Y=aexp(bx)

②改直,為方便的求出曲線關(guān)系方程的未定系數(shù),在精度要求不太高的情況下,在確定的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,通過對數(shù)學(xué)模型求對數(shù)方法,變換成為直線方程,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)用單對數(shù)(或雙對數(shù))坐標(biāo)系作出對應(yīng)的直線圖形。

③求出直線方程未定系數(shù),根據(jù)改直后直線圖形,通過學(xué)生已經(jīng)掌握的解析幾何的原理,就可根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)的直線找出其斜率和截距,確定出直線方程的兩個未定系數(shù)。

④求出經(jīng)驗方程,將確定的兩個未定系數(shù)代入數(shù)學(xué)模型,即得到中學(xué)生比較習(xí)慣的直角坐標(biāo)系的經(jīng)驗方程。

中學(xué)物理實驗有它一套實驗知識、方法、習(xí)慣和技能,要學(xué)好這套系統(tǒng)的實驗知識、方法、習(xí)慣和技能,需要教師在教學(xué)過程中作科學(xué)的安排,由淺入深,由簡到繁加以培養(yǎng)和鍛煉。逐步掌握探索未知物理規(guī)律的基本方法。

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