《物理学基础实验》课件

物理学基础实验探索科学奥秘课程介绍与学习目标课程概览学习目标12本课程涵盖物理学中的多个基掌握基本的实验操作技能，培础实验，包括力学、热学、光养科学的思维方式，学会分析学、电磁学等通过这些实验，实验数据，撰写实验报告最你将深入理解物理学的基本原终，能够独立完成一些简单的理物理实验考核方式为什么物理实验如此重要？理论与实践结合培养科学思维提升动手能力物理实验是理论与实践相结合的重要桥梁物理实验能够培养我们的科学思维能力，物理实验能够提升我们的动手能力，让我通过实验，我们可以验证理论的正确性，包括观察、假设、实验、分析、结论等们学会使用各种实验仪器，掌握基本的实加深对理论的理解这些能力对于未来的学习和工作都非常重验操作技能要实验室安全守则进入实验室须知实验过程中须知进入实验室前，必须了解实验内容、实验过程中，必须严格按照实验步步骤、注意事项未经允许，不得骤进行操作如有疑问，及时向老擅自进行实验师请教不得擅自更改实验线路和参数实验结束后须知实验结束后，必须整理实验仪器，清理实验台面关闭电源、水源、气源离开实验室前，检查门窗是否关好个人防护装备概述防护眼镜防止实验过程中产生的飞溅物进入眼睛，造成伤害实验手套防止实验过程中接触化学药品或有害物质，保护皮肤实验服防止实验过程中化学药品或有害物质污染衣物，保护身体口罩防止实验过程中吸入有害气体或粉尘，保护呼吸系统基础实验工具与仪器烧杯移液管温度计用于配制溶液、加热液体等用于精确量取液体用于测量温度测量的基本原理单位每个物理量都有其对应的单位，例如长度2的单位是米（m），质量的单位是千克（），时间的单位是秒（）kg s定义1测量是指将待测物理量与一个已知的标方法准量进行比较，从而确定其大小的过程测量方法分为直接测量和间接测量直接测量是指直接用测量工具测量物理量的大小，间接测量是指通过测量其他物理量，3然后根据物理公式计算出待测物理量的大小误差分析与数据处理系统误差1由测量仪器或测量方法不完善引起的误差随机误差2由实验条件或操作人员引起的误差粗大误差3由操作失误或仪器故障引起的误差在实验过程中，误差是不可避免的我们需要对误差进行分析，找出误差的来源，并采取措施减小误差数据处理是指对实验数据进行整理、计算、分析，从而得出实验结论仪器的准确度与精密度准确度精密度指测量结果与真实值接近的程度准确度越高，测量结果越接近真指多次测量同一物理量时，测量结果彼此接近的程度精密度越高，实值测量结果的一致性越好准确度反映了测量结果的正确性，精密度反映了测量结果的重复性在实验中，我们既要追求准确度，也要追求精密度长度测量实验实验目的实验仪器12掌握长度测量的基本方法，学米尺、游标卡尺、微米螺旋测会使用游标卡尺和微米螺旋测微器、物体微器实验步骤3用米尺测量物体的长度，用游标卡尺测量物体的长度，用微米螺旋测微器测量物体的长度，比较三种测量方法的优缺点游标卡尺的使用构造原理游标卡尺由主尺和游标尺组成主游标卡尺的原理是利用游标尺上的尺上有刻度，游标尺上也有刻度刻度与主尺上的刻度之间的差值，来提高测量精度读数游标卡尺的读数由主尺读数和游标尺读数两部分组成主尺读数是指游标尺零刻度线左侧的主尺刻度值，游标尺读数是指游标尺上与主尺刻度线对齐的刻度值微米螺旋测微器的应用构造微米螺旋测微器由固定刻度、可动刻度、螺旋、测微螺杆等组成原理微米螺旋测微器的原理是利用螺旋的放大作用，来提高测量精度读数微米螺旋测微器的读数由固定刻度读数和可动刻度读数两部分组成固定刻度读数是指可动刻度零刻度线左侧的固定刻度值，可动刻度读数是指可动刻度上与固定刻度线对齐的刻度值质量测量实验实验仪器2天平、砝码、物体实验目的1掌握质量测量的基本方法，学会使用天平实验步骤调节天平，将物体放在天平的左盘，在天平的右盘放置砝码，直到天平平衡记录3砝码的质量，即为物体的质量天平的正确操作调节天平放置物体放置砝码读数将天平放在水平桌面上，调节将物体放在天平的左盘，注意在天平的右盘放置砝码，从大记录砝码的质量，即为物体的天平的调节螺丝，使天平的指不要超过天平的量程到小，直到天平平衡质量针指在刻度盘的中央不同类型天平比较类型优点缺点适用范围物理天平精度高，量程操作复杂，价精密测量大格昂贵电子天平操作简单，读精度较低，量普通测量数方便程较小托盘天平结构简单，价精度最低，量粗略测量格便宜程最小时间测量基础单位工具12时间的单位是秒（s）测量时间的工具包括秒表、数字计时器等方法3测量时间的方法包括直接测量和间接测量直接测量是指直接用测量工具测量时间的大小，间接测量是指通过测量其他物理量，然后根据物理公式计算出时间的大小秒表的使用技巧启动按下秒表的启动按钮，开始计时停止再次按下秒表的启动按钮，停止计时复位按下秒表的复位按钮，将秒表清零读数读取秒表上的时间值，注意单位是秒数字计时器原理传感器传感器用于检测事件的发生计时电路计时电路用于记录事件发生的时间显示器显示器用于显示计时结果数字计时器利用传感器检测事件的发生，计时电路记录事件发生的时间，显示器显示计时结果数字计时器具有精度高、读数方便等优点速度与位移实验实验仪器小车、轨道、数字计时器、光电门2实验目的1实验步骤掌握速度与位移的测量方法，理解速度与位移的概念将小车放在轨道上，让小车通过光电门，数字计时器记录小车通过光电门的时间根据小车通过光电门的时间和光电门的宽度，计算小车的速度根据小车的速度和3时间，计算小车的位移运动学基本概念位移速度加速度位移是指物体位置的变化，是矢量，既有速度是指物体运动的快慢，是矢量，既有加速度是指物体速度变化的快慢，是矢量，大小，又有方向大小，又有方向既有大小，又有方向运动学是研究物体运动规律的学科，主要研究位移、速度、加速度等物理量之间的关系匀速直线运动测量定义特点公式匀速直线运动是指物体沿直线运动，且匀速直线运动的特点是速度大小不变，匀速直线运动的公式是s=vt，其中s表示速度大小不变的运动方向不变，加速度为零位移，v表示速度，t表示时间加速度实验实验目的掌握加速度的测量方法，理解加速度的概念实验仪器小车、轨道、数字计时器、光电门、砝码实验步骤将小车放在轨道上，在小车上放置砝码，让小车通过光电门，数字计时器记录小车通过光电门的时间根据小车通过光电门的时间和光电门的宽度，计算小车的速度根据小车的速度和时间，计算小车的加速度自由落体运动规律特点自由落体运动的特点是初速度为零，加速2度为重力加速度g定义1自由落体运动是指物体只受重力作用，从静止开始下落的运动公式自由落体运动的公式是，，h=1/2gt^2v=gt其中表示下落高度，表示下落速度，h vt3表示下落时间，表示重力加速度g简单机械实验杠杆滑轮斜面杠杆是指在力的作用下，绕固定点转动的滑轮是指绕轴转动的轮子滑轮可以改变斜面是指倾斜的平面斜面可以省力，但硬棒杠杆可以省力，也可以省距离力的方向，也可以省力不能省功简单机械是指结构简单、能够省力或省距离的机械常见的简单机械包括杠杆、滑轮、斜面等杠杆原理与应用定义杠杆是指在力的作用下，绕固定点转动的硬棒要素杠杆的要素包括支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂原理杠杆原理是指动力动力臂阻力阻力臂×=×应用杠杆在生活中有很多应用，例如剪刀、钳子、起子等滑轮组合实验实验目的实验仪器实验步骤掌握滑轮组的特点，学会使用滑轮组滑轮、绳子、钩码、支架组装滑轮组，用滑轮组提升钩码，测量拉力的大小和钩码上升的高度，计算滑轮组的机械效率摩擦力测量类型2摩擦力分为静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力定义1摩擦力是指两个物体相互接触，且有相对运动或相对运动趋势时，产生的阻碍相对运动的力测量摩擦力可以用弹簧测力计测量3压力与压强实验压力压强公式压力是指垂直作用在物体表面上的力压强是指物体单位面积上受到的压力压强的公式是p=F/S，其中p表示压强，F表示压力，表示面积S压力和压强是描述固体受力情况的物理量液体静压强度测量实验目的实验仪器掌握液体静压强度的测量方法，理U型管压强计、水、烧杯解液体静压强度的概念实验步骤将型管压强计放入水中，记录型管两侧液面的高度差，根据高度差计算U U液体的静压强度浮力实验原理定义浮力是指浸在液体中的物体受到的竖直向上的力原理浮力的原理是阿基米德原理，即浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力公式浮力的公式是浮液排，其中浮表示浮力，液表示液体密F=ρgV Fρ度，表示重力加速度，排表示物体排开的液体的体积g V热学基础实验热量2热量是指物体内能变化的量温度1温度是指物体冷热程度的物理量比热容比热容是指单位质量的物质升高或降低单位温度所吸收或放出的热量3温度计的使用类型方法注意常见的温度计有水银温度计、酒精温度计、使用温度计时，应将温度计的玻璃泡完全使用温度计时，要注意温度计的量程和分数字温度计等浸入被测物体中，待温度计的示数稳定后，度值，不要超过温度计的量程再读取温度值热膨胀实验定义类型热膨胀是指物体温度升高时，体积热膨胀分为线膨胀、面膨胀、体膨增大的现象胀应用热膨胀在生活中有很多应用，例如桥梁伸缩缝、铁路轨道缝隙等比热容测量实验目的实验仪器实验步骤掌握比热容的测量方法，理解比热容的概量热计、温度计、水、被测物体将一定质量的水放入量热计中，测量水的念初始温度将加热后的被测物体放入量热计中，测量水和被测物体的最终温度根据热平衡方程，计算被测物体的比热容热传导实验方式2热传导的方式包括固体传导、液体传导、气体传导定义1热传导是指热量从高温物体传递到低温物体的现象影响因素热传导的快慢与物体的材料、温度差、面3积等因素有关波动与振动实验振动波动类型振动是指物体在平衡位置附近做往复运动波动是指振动在介质中传播的现象波动分为机械波和电磁波的现象单摆运动规律定义周期单摆是指用一根细线悬挂一个小球，单摆的周期是指单摆完成一次往复在竖直平面内做往复运动的装置运动所需要的时间公式单摆的周期公式是，其中表示周期，表示摆长，表示重力加T=2π√L/g TL g速度声波传播实验介质声波的传播需要介质，可以在固体、液体、气体中传播，不能在真空中传播速度声波在不同介质中的传播速度不同，在固体中传播速度最快，在气体中传播速度最慢频率声波的频率是指声波每秒振动的次数，决定了声音的音调光学基础实验光的反射光在两种介质的界面上改变传播方向，返2回原来介质中的现象光的折射1光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象光的干涉两列或多列光波在空间相遇时，发生叠加，使某些区域的光强加强，某些区域的光强3减弱的现象光的折射实验定义规律应用光从一种介质进入另一种介质时，传播方光的折射遵循折射定律，即入射角和折射光的折射在生活中有很多应用，例如透镜、向发生改变的现象角的正弦之比等于两种介质的折射率之比棱镜等透镜成像规律凸透镜凹透镜成像凸透镜是指中间厚、边缘薄的透镜，能凹透镜是指中间薄、边缘厚的透镜，能透镜能够成像，凸透镜可以成实像，也够会聚光线够发散光线可以成虚像，凹透镜只能成虚像电学基础实验电流电流是指电荷的定向移动电压电压是指电场力对电荷所做的功电阻电阻是指导体对电流的阻碍作用电流与电压测量电压表2电压表是测量电路中电压的仪器，使用时应并联在电路中电流表1电流表是测量电路中电流的仪器，使用时应串联在电路中量程使用电流表和电压表时，要注意其量程，3不要超过其量程欧姆定律验证内容公式实验欧姆定律是指在同一导体中，通过导体的欧姆定律的公式是I=U/R，其中I表示电流，可以用实验验证欧姆定律，测量不同电压电流与导体两端的电压成正比，与导体的U表示电压，R表示电阻下通过电阻的电流，验证电流与电压成正电阻成反比比电阻测量方法伏安法欧姆表法用电压表和电流表测量电阻两端的用欧姆表直接测量电阻值电压和通过电阻的电流，根据欧姆定律计算电阻值电桥法用电桥精确测量电阻值电路串并联实验串联电路元件首尾相连的连接方式称为串联串联电路中，电流处处相等，总电阻等于各电阻之和，总电压等于各电压之和并联电路元件首首相连、尾尾相连的连接方式称为并联并联电路中，电压处处相等，总电流等于各电流之和，总电阻的倒数等于各电阻倒数之和特点可以通过实验验证串并联电路的特点，测量电流、电压、电阻等物理量电磁感应实验定律电磁感应遵循法拉第电磁感应定律，即感2应电动势的大小与磁通量的变化率成正比定义1电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电动势的现象应用电磁感应在生活中有很多应用，例如发电3机、变压器等示波器的使用作用操作应用示波器是一种能够显示电信号波形的仪器使用示波器时，需要调节示波器的各种旋示波器在电子工程、通信工程等领域有广钮，例如垂直灵敏度、水平时基等，才能泛应用，可以用于测量信号的频率、幅度、清晰地显示电信号的波形相位等参数原子与量子实验原子量子原子是构成物质的基本粒子，由原量子是指具有最小能量单位的物理子核和核外电子组成量量子力学量子力学是研究微观粒子运动规律的学科光电效应演示定义光电效应是指光照射在某些金属表面上，使金属内部的电子逸出的现象规律光电效应遵循爱因斯坦光电效应方程，即，其中表示光E=hv-W E电子的最大初动能，表示普朗克常量，表示入射光频率，表h vW示金属的逸出功应用光电效应在生活中有很多应用，例如光电管、太阳能电池等衍射与干涉实验干涉2干涉是指两列或多列光波在空间相遇时，发生叠加，使某些区域的光强加强，某些衍射区域的光强减弱的现象1衍射是指光波绕过障碍物继续传播的现象条纹3衍射和干涉现象会产生明暗相间的条纹实验数据处理与报告撰写数据处理图表绘制报告撰写对实验数据进行整理、计算、分析，例如用图表展示实验数据，例如折线图、柱状撰写实验报告，包括实验目的、实验原理、求平均值、标准差等图、散点图等实验仪器、实验步骤、实验数据、实验结果、实验结论等科学记录与文档管理记录规范格式统一科学记录应清晰、准确、完整，记采用统一的记录格式，方便查找和录实验的各个环节整理及时归档实验结束后，及时将实验记录归档，妥善保管实验中常见问题与解决方案仪器故障如果实验仪器出现故障，应及时向老师报告，不要自行修理数据异常如果实验数据出现异常，应仔细检查实验步骤和操作，找出原因并解决安全问题如果发生安全问题，应立即停止实验，并采取相应的安全措施创新与批判性思维批判对实验结果进行批判性思考，分析实验的2优缺点，提出改进意见创新1在实验中，可以尝试改进实验方法，设计新的实验方案，培养创新精神思维培养创新思维和批判性思维，能够提升科学素养，为未来的学习和工作打下坚实的3基础物理实验的未来发展智能化可视化网络化未来的物理实验将更加智能化，实验仪器未来的物理实验将更加可视化，实验结果未来的物理实验将更加网络化，可以远程将更加先进，实验操作将更加自动化将更加直观，实验过程将更加生动控制实验仪器，在线分析实验数据，进行合作研究实验室职业发展机会研究员工程师从事科学研究工作，探索物理学的从事工程技术工作，将物理学原理奥秘应用于实际教师从事教育教学工作，传播物理学知识课程总结与学习反思总结回顾本课程的学习内容，总结所学知识和技能反思反思学习过程中的不足，提出改进意见展望展望未来的学习和工作，树立科学精神实验探索的科学精神创新2勇于创新，敢于质疑求真1追求真理，实事求是协作团结协作，共同进步3。