物理实验课目标制定的依据原则与方法

时间:2022-12-25 04:24:45 作者:想吃麻辣烫 综合材料 收藏本文 下载本文

“想吃麻辣烫”通过精心收集,向本站投稿了6篇物理实验课目标制定的依据原则与方法,下面是小编给各位读者分享的物理实验课目标制定的依据原则与方法,欢迎大家分享。

篇1:物理实验课目标制定的依据原则与方法

物理实验课目标制定的依据原则与方法

物理实验课教学目标是实验课教学的出发点,也是物理实验课教学的`归宿.文章论述了物理实验课教学的总体目标,物理实验课教学目标制定的依据、原则与方法.

作 者:韩淑玲  作者单位:忻府区技工学校,山西忻州,034000 刊 名:中国科教创新导刊 英文刊名:CHINA EDUCATION INNOVATION HERALD 年,卷(期):2009 “”(3) 分类号:G424 关键词:物理实验课   目标制定   依据   原则   方法  

篇2:语文课堂教学目标设计的依据与原则

语文课堂教学目标设计的依据与原则

新课程实施的基本途径是课堂教学,有效的课堂教学设计则是课堂教学成功的必要条件,而课堂教学目标的设计又是课堂教学设计的核心,决定着整个课堂教学设计的方向、过程及结果评估,直接关系到课堂教学的效果和学生的发展.然而,从目前的课堂教学目标设计的现状看,一些教师对课堂教学目标设计的重要性缺乏应有的认识,对课堂教学目标设计的'依据及原则缺乏应有的思考,对课堂教学目标的确定过于强调知识性目标而忽视其他目标的设计,课堂教学目标的表述不够清晰恰当,新课程背景下课堂教学目标设计的意义、策略和要求把握不够准确等.

作 者:吴伟昌  作者单位: 刊 名:语文教学与研究(教师版) 英文刊名:THE LANGUAGE TEACHER'S FRIEND 年,卷(期):2009 “”(12) 分类号:G63 关键词: 

篇3:物理实验课教案

一、瓶内吹气球

思考:瓶内吹起的气球,为什么松开气球口,气球不会变小?

材料:大口玻璃瓶,吸管两根:红色和绿色、气球一个、气筒

操作:

1、用改锥事先在瓶盖上打两个孔,在孔上插上两根吸管:红色和绿色

2、在红色的吸管上扎上一个气球

3、将瓶盖盖在瓶口上

4、用气筒打红吸管处将气球打大

5、将红色吸管放开气球立刻变小

6、用气筒再打红吸管处将气球打大

7、迅速捏紧红吸管和绿吸管两个管口

8、放开红色吸管口,气球没有变小

讲解:当红色吸管松开时,由于气球的橡皮膜收缩,气球也开始收缩。可是气球体积缩小后,瓶内其他部分的空气体积就扩大了,而绿管是封闭的,结果瓶内空气压力要降低——甚至低于气球内的压力,这时气球不会再继续缩小了。

二、能抓住气球的杯子

思考:你会用一个小杯子轻轻倒扣在气球球面上,然后把气球吸起来吗?

材料:气球1~2个、塑料杯1~2个、暖水瓶1个、热水少许

流程:

1、对气球吹气并且绑好

2、将热水(约70℃)倒入杯中约多半杯

3、热水在杯中停留20秒后,把水倒出来

4、立即将杯口紧密地倒扣在气球上

5 、轻轻把杯子连同气球一块提起

说明:

1、杯子直接倒扣在气球上,是无法把气球吸起来的。

2、用热水处理过的杯子,因为杯子内的空气渐渐冷却,压力变小,因此可以把气球吸起来。

延伸:

小朋友,请你想一想还有什么办法可以把气球吸起来?

三、会吸水的杯子

思考:用玻璃杯罩住燃烧中的蜡烛,烛火熄灭后,杯子内有什么变化呢?

材料:玻璃杯(比蜡烛高)1个、蜡烛1支、平底盘子1个、打火机1个、水若干

操作:

1. 点燃蜡烛,在盘子中央滴几滴蜡油,以便固定蜡烛。

2. 在盘子中注入约1厘米高的水。

3. 用玻璃杯倒扣在蜡烛上

4. 观察蜡烛燃烧情形以及盘子里水位的变化

讲解:

1. 玻璃杯里的空气(氧气)被消耗光后,烛火就熄灭了。

2. 烛火熄灭后,杯子里的水位会渐渐上升。

创造:

你能用排空的容器自动收集其它溶液吗?

四、会吃鸡蛋的瓶子

思考:为什么,鸡蛋能从比自己小的瓶子口进去?

材料:熟鸡蛋1个、细口瓶1个、纸片若干、火柴1盒

操作:

1、熟蛋剥去蛋壳。

2、将纸片撕成长条状。

3、将纸条点燃后仍到瓶子中。

4、等火一熄,立刻把鸡蛋扣到瓶口,并立即将手移开。

讲解:

1、纸片刚烧过时,瓶子是热热的。

2、鸡蛋扣在瓶口后,瓶子内的温度渐渐降低,瓶内的压力变小,瓶子外的压力大,就会把鸡蛋挤压到瓶子内。

创造:当瓶子中气体的压力大于瓶子外面的压力时,瓶子会发生什么变化?

五、瓶子瘪了

思考:你能不用手,把塑料瓶子弄瘪吗? 材料:水杯2个、温开水1杯、矿泉水瓶1个

操作:

1. 将温开水到入瓶子,用手摸摸瓶子,是否感觉到热。

2. 把瓶子中的温开水再倒出来,并迅速盖紧瓶子盖。

3. 观察瓶子慢慢的瘪了。

讲解:

1. 加热瓶子里的空气,使它压力降低。

2. 由于瓶子外的空气比瓶子内的空气压力大,所以把瓶子压瘪了。

创造:

如果瓶子里气体的压力比瓶子外空气的压力大,瓶子会变成生么样子?

六、会跳远的乒乓球

思考:乒乓球放在高脚杯中,你怎样吹气,球才会跳出杯子呢?

材料:高脚杯2个、乒乓球1个

操作:

1 把两个高脚杯并排放置

2 将乒乓球放在第一个杯子中。

3 从不同角度吹气,看看乒乓球有什么状况:对着球的侧面吹气;对着球的上方吹气

讲解:

1、向球的侧面吹气,乒乓球不容易跳到第二个杯子里去(或跳出来)

2、向球的上方吹气,上方压力变小,乒乓球会浮起来,继续吹,就跳入第二个杯子去了

创造:换个新方法也能让乒乓球跳到下一个杯子里

七、会吹泡泡的瓶子

思考:你知道瓶子是怎样吹泡泡的吗?

材料:饮料瓶1个、冷热水各1杯、彩色水一杯、大盘子1个、橡皮泥1块、吸管若干

操作:

1 将吸管逐一连接,形成长管(连接口用胶带封好)。

2 将吸管放入瓶中,并用橡皮泥密封住瓶口,然后把瓶子放置在盘子中。 3 弯曲吸管,使吸管另一端进入有色水的玻璃杯中。

4 向瓶子壁上浇热水,杯子中的吸管会排放大量气泡。

5 向瓶子壁上浇冷水。

6 玻璃杯中的水会经过吸管流入瓶中。

讲解:

1 因为塑料瓶很薄,于是热可以穿过瓶壁,进入瓶子中的空气里。

2 瓶子中的空气受热后会膨胀。

3 水中的气泡就是空气膨胀时,被挤出瓶子的空气。

4 瓶子中的空气遇冷时收缩。

5 瓶子中的空气收缩时,水便占据了剩余的空间。

创造:瓶子盖太紧时,你知道如何用最好的方法打开它吗?

八、自己会走路的杯子

思考:杯子没有腿,它是怎样从上面走下来的

材料:杯子一个、蜡烛、火柴、玻璃、两本书、水

操作:

1、用一块玻璃板,放在水里浸一下

2、玻璃一头放在桌子上,另一头用几本书垫起来(高度约5厘米)

3、拿一个玻璃杯,杯口沾些水,倒扣在玻璃板上。

4、用点燃的蜡烛去烧杯子的底部,玻璃杯会自己缓缓地向下走去。

讲解:

当烛火烧杯底时,杯内的空气渐渐变热膨胀,要往外挤,但是,杯口是倒扣着的,又有一层水将杯口封闭,热空气

跑不出来,只能把杯子顶起一点儿,在自身重量的作用下,就自己下滑了。

九、纸杯旋转灯

思考:蜡烛纸杯灯为什么会转动?

材料:纸杯2个、牙签1支、蜡烛1支、胶带1卷、绳子1根、剪刀1把

操作:

1、取一纸杯,在杯身对称处各剪开一个方形大口,在杯底固定上蜡烛,作为灯的底座。

2、另一个纸杯则在杯身约等距离位置剪出三四个长方形的扇叶,在杯底中央处穿上绳子,并用牙签棒固定,作为灯的上座。

3、将两个纸杯上下对口用胶带贴好固定。

4、点上蜡烛,拉起绳子,看看有什么现象产生。

讲解:

1、蜡烛燃烧的时候,火焰尖端多呈朝上的方向。

2、空气受热会上升,然后沿着上方纸杯的扇叶口流动,因而造成旋转的现象。

创造:

你能让蜡烛纸杯灯向相反的方向转动吗?

注意:

注意蜡烛燃烧时的安全!

十、飞行的塑料袋

思考:在没有风吹的情况下,塑料袋为什么会在天上飞行?

材料:塑料袋(轻便的)、吹风机1个

操作:

1. 打开塑料袋,倒置。将吹风机伸入塑料袋,并打开热气开关。

2. 几秒钟后,关闭吹风机并拿开。

3. 松开手,塑料袋会飘起来。

讲解:

1. 热气轻,向上升,使塑料袋也向上升。

2. 热能使物体飞起来,因为热气是上升的。当空气受热并且上升时,热气便通过“对流”向上运动。从取暖器散发的热温暖整个房间,也是借助于“对流”。

创造:

你能试着制作一个简易的热气球吗?

十一、空气的质量

思考:你们知道吗,空气也是有质量的。怎样证明空气也有质量呢?

材料:1架天平、2只一样重的气球、打气筒

操作:

1. 把两只气球分别放在天平的两端,天平保持平衡。 2. 拿起另一只气球,给气球打气并将气球口系紧。

3. 将打起气的气球放到天平的一端,没打气的气球放到天平的另一端,观察天平的变化

讲解:

1. 两只气球在打气前,质量相等,因此天平保持平衡。

2. 打气后的气球增加了气球内空气的质量,因此,天平偏向打气后的气球一端。

3. 如果是带有指针刻度的天平,就能测出空气的质量数

创造:你能用其它方法称一下空气的质量吗?

篇4:初中物理实验方法与工具

初中物理实验题分类与解题方法

一、测量型实验

初中物理测量型实验主要有直接测量型和间接测量型两种,共15个实验,这些是中考物理实验测试必不可少的组成部分。

1.直接测量型实验共10个实验:

⑴用刻度尺测长度,

⑵用秒表测时间,

⑶用量筒测固、液体的体积,

⑷用水表测家庭自来水使用量,

⑸用天平测物体的质量,

⑹用温度计测水的温度,

⑺用弹簧测力计测力的大小,

⑻用电流表测电流,

⑼用电压表测电压,

⑽用电能表测电功的大小。

直接测量型实验主要针对一些常用物理测量工具的使用方法、读数方法等,而这些知识和能力在课堂教学中已逐步渗入,常用物理测量工具的共性都需要看量程、分清分度值。所以只要掌握好其一,便可基本无碍。

2. 间接测量型实验共5个实验:

⑴用刻度尺、秒表测平均速度,

⑵用天平、量筒测物质密度,

⑶用刻度尺、弹簧测力计测滑轮组的机械效率,

⑷用电流表、电压表测电阻,

⑸用电流表、电压表测小灯泡的电功率。

这五种实验都涉及到诸多的物理测量工具的使用,

也同时具有相应的实验原理:

⑴物体通过的某段路程或某段时间的平均速度测量实验原理是v=s/t,

⑵测物质密度的实验原理是ρ=m/v和排水法,

⑶测滑轮组的机械效率实验原理主要是η=W有/W总、W=F·S及二力平衡,

⑷测电阻的实验原理是欧姆定律I=U/R的推导式R=U/I,

⑸测小灯泡的电功率实验的原理有两种,

①伏安法的实验原理即为P=U·I,

②电能表、秒表测电功率实验的原理即为P=W/ t。

解决此类题时,一定要细心,确保基本的物理测量工具的使用、读数不出错。同时还应注意题意的局部拓展性变化。近年来各地的中考物理测量型实验在这类题中变化较多,要格外注意。

二、探究型实验

新课程改革的一个目标就是学生探究精神的培养,所以现行各种教材中探究型的课题每个章节都有渗透。探究型试题也已成为当今中考必考类型试题,而且这类试题大都紧密联系着我们的生活实际。初中物理探究型实验一般按教材内和教材外分为两类。

1.不同版本的教材内物理探究型实验共计有14个实验:

⑴探究物质的一种属性——密度,

⑵探究平面镜成像特点,

⑶探究凸透镜成像规律,

⑷探究摩擦力的大小与什么有关,

⑸探究运动和力的关系,

⑹探究液体压强的特点,

⑺探究杠杆平衡条件,

⑻探究动能(重力势能)大小与什么因素有关,

⑼探究物质比热容,

⑽探究影响电阻大小的因素,

⑾探究不同物质的导电性能,

⑿探究电流与电压、电阻的关系,

⒀探究电流热效应,

⒁探究电磁铁磁性强弱的因素。

2. 不同版本的教材外物理探究型实验包括新课改以来物理课外读物上设计的探究活动和各地中考试题中出现的,

其中最常见的有:

⑴探究水果电池电压与哪些因素有关,

⑵探究篮球反弹的高度与哪些因素有关,

⑶车辆滑行的距离与哪些因素有关,

⑷探究物体承受的压力与哪些因素有关,等等。

物理科学探究活动一般有7个主要环节,

依次是

⑴提出问题,

⑵猜想与假设,

⑶制定计划与设计实验方案,

⑷进行实验和收集数据,

⑸分析论证,

⑹评估,

⑺交流与合作。

各地的中考命题针对这一知识点在各个试题上有着不同程度的偏重,也不可能面面俱到地进行考查,这也就给命题带来了多个角度的可能性。

比如同是考查凸透镜成像规律,但由于考查的环节或是角度不同,考查的方式也就明显不同,因此在平时的教学中,要尽可能的引导学生对每个知识点、每个环节要做到理解和掌握。新课程改革以来,各地中考命题中涉及不同版本教材外的物理探究实验逐年在出新。

但纵观其考查内容,大都来源于学生生活实际,并且所考核的方法和能力都是学生应了解和掌握的。所以在对学生进行应考技巧的教育引导中,提醒学生对此不要产生心理上的障碍,只要抓住应用得当的方法,一般都能轻松解决。

探究型实验试题的解题方法强调应用性和开放性,突出物理知识的应用,强调灵活运用物理知识解释试题呈现的问题,故而在解答时,可附助已有的知识和结论,对试题所考查的内容和能力,做出正确的解答。当然中考命题并不会只局限于已有知识的得出,往往可能会更注重探究过程的考查,因此解答此类试题时千万不要急于求成,而要体会出试题考查的方向,也就会从容应答。

三、开放、设计型实验的特点及解题技巧

⑴物理开放题是指题设条件不确定、解题方法多样化、答案不唯一的题目。这些试题或条件开放、或策略开放、或结论开放,可谓千姿百态。通过求解这一类问题,可以激发学生的求知欲,提高学习兴趣,考查学生发散思维能力和创新能力。因此,在一些中考试卷中,出现了一批立意和情景新、耐人寻味的开放型试题,它们成为试卷中的亮点,格外引人注目。

题设条件开放型实验题,一般特点是条件多余或隐含,求解问题不指明;解题策略开放型实验题,主要特点是解答方式不统一,方法多样化;待求结论开放型实验题的主要特点是结论不唯一,答案形式多样化。

解决此类问题,要求教师在平时的实验教学中,引导学生在日常生活中做个有心人,留心观察各个演示实验及其日常化的实验器材,灵活运用物理知识,充分挖掘题目中的隐含条件,准确把握实验的意图和原理。

⑵设计型实验题是指根据实验目的和要求,设计研究方案,运用不同于教材或试题要求的实验方法解决同一物理问题,此类题综合考查学生观察实验,运用所学的理论知识进行综合分析、归纳等能力,有一定的难度。近年来此方面的试题陆续增加并延伸到我们的生活周围之中,命题也已不局限于对教材已有实验的新设计。

解答设计型实验时,首先要明确试题所需要解决的问题,然后结合教材所学相关知识和设计,进行分析和比较,从中发现其异同之处,从而进行创造性的变更和设计,在这种情况下一般问题都会得到解决。

初中物理实验测量工具使用方法总结

一、刻度尺

用途:测量物体的长度。

使用前做到“三看”:看零刻度线是否磨损;看清量程、看清分度值。

刻度尺的使用时要做到“六会”:

会选:根据被测物体的长度选择合适的刻度尺;

会放:应使刻度尺的零刻度线或某条(整数)刻度线与被测物体的一条边对齐,把刻度尺的一边尽可能与被测物体重叠或平行,不能歪斜;

会看:读数时,视线应与刻度垂直;

会读:除读出最小刻度以上各位数字外,还应估读到分度值下一位;

会记:记录的测量数据,包括准确值、估读值和单位(没有单位的数值是毫无意义的)。

会算:多次测量求平均值可减小误差,最终结果要和记录数据保持一致。

二、机械停表

用途:测量时间。

构造:如图A是启动、停止按钮;B是回零按钮;C是分钟刻度:读取整分钟数(包括半分钟);D是秒钟刻度(读取秒数)

使用方法:使用停表前首先要上好发条,按压启动按钮,表启动,再次按下该按钮,秒表指针停止转动,按压回零按钮,分针与秒针都归零。

读数方法:首先读出小刻度盘中的整分钟数(包括半分钟),然后读出大刻度盘的秒刻度数,将两个读数统一单位后先后相加即得最后读数。

三、温度计

用途:测量温度。

在使用温度计之前,应首先观察它的量程是否符合实际要求,否则需更换一支量程合适的温度计;其次要认清它的最小刻度值,以便于读数。

用温度计测液体温度的正确方法是:(l)温度计的玻璃泡全部浸入被测的液体中,不要碰到容器底或容器壁。

(2)温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数。

(3)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液体的上表面相平。

四、托盘天平

用途:测量物体质量。

托盘天平的构造:(1)底座 (2)标尺 (3)平衡螺母(4)横梁(5)托盘 (6)横梁刀口(7)指针 (8)分度盘 (9)游码。

另外,天平还有配套的砝码盒。

使用方法及注意事项

(1)天平要放置在水平的桌面上。游码要归零。

(2)调节平衡螺母,使指针对准分度盘中央刻度线。

(3)左托盘放称量物,右托盘放砝码。砝码要用镊子夹取,添加时从估计称量物的最大值加起,逐步减小。加减砝码并移动标尺上的游码,直至衡量平衡。物体的质量 =砝码+游码。

(4)称量干燥的固体药品粉末时,应在两个托盘上各放一张相同质量的纸,然后把药品放在纸上称量。

(5)液体、潮湿的物品或具有腐蚀性的化学药品必须放在玻璃器皿里称量。

五、量筒

用途:测量液体的体积,间接测量固体的体积。

量筒的使用:使用前要看清量程和分度值;测量体积时,要把量筒放在水平的桌面上,读数时视线要与量筒刻度垂直。若是凹液面,应以凹液面的最低处为准;若是凸液面,应以凸液面的最高处为准。

六、弹簧测力计

用途:测量力的大小。

原理:在弹性限度内,弹簧的伸长跟受到的拉力成正比。

使用方法

(1)使用前要看清量程和分度值;

(2)使用时首先要“校零”,即使指针对准“零刻度线”;

(3)应使弹簧的伸长方向与拉力的方向在同一条直线上;

(4)读数时视线要垂直刻度板。

七、电流表

用途:测量电路中电流的大小。

使用前做到“两看清”—看清量程和分度值。实验室常用的电流表,它由两个量程(3A和0.6A),量程为“3A”时,刻度盘上的每个大格表示lA,每小格表示0.lA;量程为“0.6A”时,刻度盘上的每个大格表示0.2A,每个小格表示0.02A。

使用电流表时应注意:

(1)电流必须从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,否则,表针将反偏;

(2)被测电流值不能超过电流表的量程,实验室用的电流表有两个量程,分别是0-0.6A和 0-3A;

(3)电流表串联在电路中使用;

(4)绝对不能直接把电流表接在电源上。

八、电压表

用途:测量电路两端电压的大小。

使用前做到“两看清”—看清量程和分度值。实验室常用的电压表有“15V”和“3V”两个量程。量程为“15V”时,刻度盘上的每个大格表示5V,每个小格表示0.5V(即最小分度值是0.5V);量程为“3V”时,刻度盘上的每个大格表示lV,每个小格表示0.lV(即最小分度值是0.1V)。

使用电压表时应注意:

(1)电压表要与被测电路并联;

(2)要使电压表正接线柱靠近电源正极,负接线柱靠近电源负极;

(3)被测电压值不能超过电压表量程,实验室用的电流表有两个量程,分别是0-3V和 0-15V

篇5:物理的实验方法与思想实验

物理的实验方法归纳

控制变量法

1. 研究蒸发快慢与液体温度、液体表面积和液体上方空气流动速度的关系。

2 .研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系。

3. 研究压力的作用效果与压力和受力面积的关系。

4. 研究液体的压强与液体密度和深度的关系。

5 .研究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系。

6 .研究物体的动能与质量和速度的关系。

7. 研究物体的势能与质量和高度的关系。

8. 研究导体电阻的大小与导体长度材料横截面积的关系。

9 .研究导体中电流与导体两端电压、导体电阻的关系。

10. 研究电流产生的热量与导体中电流、电阻和通电时间的关系。

11. 研究电磁铁的磁性与线圈匝数和电流大小的关系。

图像法

1 .用温度时间图像理解融化、凝固、沸腾现象。

2 .电流、电压、图像理解欧姆定律I=U/R、电功率P=UI

3 .正比、反比函数图象巩固密度ρ=m/V、重力G=mg、速度v=s/t、杠杆平衡F1L1=F2L2

4.压强p=F/S p=ρgh 浮力F=ρ液gV排、功、热量Q=cm(t2-t1)等公式。

转换法应用

1 .利用乒乓球的弹跳将音叉的振动放大;利用轻小物体的跳动或振动来证明发声的物体在振动。

2 .用温度计测温度是利用内部液体热胀冷缩改变的体积来反映温度高低。

3 . 测量滑动摩擦力时转化成测拉力的大小。

4 .通过研究扩散现象认识看不见摸不着的分子运动。

5 .判断有无电流课通过观察电路中的灯泡是否发光来确定。

6 . 磁场看不见、摸不着,可以通过观察小磁针是否转动来判断磁场是否存在。

7 .判断电磁铁磁性强弱时,用电磁铁吸引的大头针的数目来确定。

8 .研究电阻与电热的关系时,电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测或比较,可通过转换为可看见的现象(气体的膨胀、火柴的点燃等的不同)来推导出那个电阻放热多。

实验推理法

1 .研究真空中能否传声。

2 .研究阻力对运动的影响。

3 .“在自然界只存在两种电荷”这一重要结论也是在实验基础上推理得出来的。

等效替代法

1 .在电路中若干个电阻可以等效为一个合适的电阻,反之亦可;如等效电路、串并联电路的等效电阻,都利用了等效的思维方法。

2 .在研究平面镜成像实验中用两根完全相同的蜡烛其中一根等效另一根的像。

3 .用加热时间来替代物体吸收的热量。

4 .用自行车轮测量跑道的长度,跑道较长,无法直接测量,用滚轮法处理:轮子的周长乘以圈数即为跑道的周长。

类比归纳法应用

1 .研究电流时类比水流

2 .用“水压”类比“电压”

3 .用抽水机类比电源

4 .研究做功快慢时与运动快慢进行类比等

5 .用弹簧连接的小球类比分子间的相互作用力

十大思想实验

惯性原理

自从亚里士多德时代以来,人们一直以为力是运动的原因,没有力的作用物体的运动都会静止。直到伽利略提出了下面这一个家喻户晓的思想实验,人们才知道了惯性原理——一个不受任何外力(或者合外力为0)的物体将保持静止或匀速直线运动。

设想一个一个竖直放置的V字形光滑导轨,一个小球可以在上面无摩擦的滚动。让小球从左端往下滚动,小球将滚到右边的同样高度。如果降低右侧导轨的斜率,小球仍然将滚动到同样高度,此时小球在水平方向上将滚得更远。斜率越小,则小球为了滚到相同高度就必须滚得越远。此时再设想右侧导轨斜率不断降低以至于降为水平,则根据前面的经验,如果无摩擦力阻碍,小球将会一直滚动下去,保持匀速直线运动。

在任何实际的实验当中,因为摩擦力总是无法忽略,所以任何真实的实验都无法严格地证明惯性原理,这也正是古人没有得出惯性原理的原因。然而思想实验就可以做到,仅仅通过日常经验的延伸就可以让任何一个理性的人相信惯性原理的正确性,这一最简单的思想实验足以体现出思想实验的锋芒!

两个小球同时落地

仍是受亚里士多德的影响,伽利略之前的人们以为越重的物体下落越快,而越轻的物体下落越慢。伽利略在比萨斜塔上的著名实验人尽皆知,可是很多人不知道的是,其实在这之前伽利略已经通过一个思想实验证明了两个小球必须同时落地:

如果亚里士多德的论断是对的话,那么不妨设想把一个重球和一个轻球绑在一起下落。由于重的落得快而轻的落得慢,轻球会拖拽住重球给它一个阻力让它减速,因此俩球的下落速度应该会介于重球和轻球下落速度之间。然而,如果把两个球看成一个整体,则总重量大于重球,它应当下落得比重球单独下落时更快的。于是这两个推论之间自相矛盾,亚里士多德的论断错误,两个小球必须同时落地。

有了上述思想实验,实际上两个小球同时落地就已经不仅是一个物理上成立的定律了,而是在逻辑上就必须如此。在这个例子中,思想实验起到了真实实验无法达到的作用:即便在我们高中所学的牛顿引力理论不适用的情形,两个小球同时落地依然是成立的!后面我会讲到广义相对论中的等效原理,这个思想实验在逻辑上的必然成立是爱因斯坦总结出等效原理的关键因素。

02牛顿的大炮

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#实验#如图,一门架在高山上的大炮以很高的速度向外水平地发射炮弹,炮弹速度越快,就会落到越远的地方。一旦速度足够快,则炮弹就永远也不会落地,而是会绕着地球作周期性的运动。

牛顿的这一简单的思想实验,第一次让人们认识到,原来月球不会掉到地上来(也不会飞走)的原因,正是导致苹果落地的引力!牛顿的引力理论促成了人们认识上的一个飞跃:天上的东西并不“神圣”,他们遵循的规律和地上的普通物体完全一致。

03水桶实验

用长绳吊一水桶,让它旋转至绳扭紧,然后将水注入,水与桶暂时都处于静止中,这时显然液面水平。再突然使桶反方向旋转,刚开始的时候水面并未跟随着运动,此时水面仍然水平。但是后来,桶逐渐把运动传递给水,使水也开始旋转,就可以看到水渐渐离开其中心而沿桶壁上升形成凹面。运动越快,水升的越高。倘若此时突然让桶静止,水由于惯性仍将旋转,此时的液面仍为凹面。牛顿认为,水面的下凹,不是由水对周围的相对运动造成的,而是由水的绝对的、真正的圆周运动造成的,因此由水面的下凹就可以判断绝对运动的存在。

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这一思想实验,是牛顿为了论证绝对空间的存在而设计出来的。然而,众所周知,牛顿的绝对时空观其实是错误的,也就是说这一思想实验其实是个失败的例子。这一谬误,在100多年之后才被哲学家兼物理学家马赫所指出。马赫认为,水面的凹陷,并不是由于水相对于“绝对空间”的运动,而是由于相对宇宙间的所有其他物体的运动,这些其他所有物体通过引力对水施加了作用。其中起决定性作用的物体则是遥远的天体,正是遥远的天体的“参考系拖拽”作用使得相对于它们旋转的液面发生了凹陷。马赫认为并不存在绝对空间,所有参考系等价。倘若能够使水面保持静止,而让所有遥远天体一同旋转,按照马赫的观点,静止水面将产生凹液面。我们显然无法做这样的实验,但是如果用几公里厚的水桶做上面的水桶实验,则人们便不能肯定牛顿对液面的平凹的判断了。。后来,马赫的观点对爱因斯坦发明广义相对论产生了决定性的影响,马赫原理本身也随着广义相对论的逐渐证实而得到了广泛认可。

04奥伯斯佯谬

在20世纪的宇宙大爆炸理论提出之前,人们对于宇宙的认识是朴素的:宇宙无限大、存在的时间无限长、宇宙处于稳恒态、宇宙中的星体分布在大尺度上均匀。然而那时的人们不知道的是,从这四条基本假设却可以逻辑地推出与事实明显相悖的结论——奥伯斯佯谬:

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如果宇宙是稳恒,无限大,时空平直的,其中均匀分布着同样的发光体,由于发光体的照度与距离的平方成反比,而一定距离上球壳内的发光体数目和距离的平方成正比,这样就使得对全部发光体的照度的积分不收敛,黑夜的天空应当是无限亮的。

然而每天的黑夜总是如期降临,天空并不是一直无限亮着。这就说明以前我们对宇宙的认识存在问题。奥伯斯本人给出了一个解释,他认为宇宙中存在的尘埃、不发光的星体吸收了一部分光线。然而这个解释是错误的,因为根据热力学第一定律,能量必定守恒,故此中间的阻隔物会变热而开始放出辐射,结果导致天上有均匀的辐射,温度应当等于发光体表面的温度,也即天空和星体一样亮,然而事实上没有观察到这种现象。直到宇宙大爆炸理论的提出,奥伯斯佯谬才迎刃而解。根据大爆炸理论,宇宙诞生于150亿年前的一个大爆炸,到现在宇宙仍处在膨胀的过程当中,因此,宇宙的存在时间便是有限的,并且并非处在稳恒态。四条基本假设的两条已经不再成立,因此奥伯斯佯谬也自然被瓦解。

05拉普拉斯妖

牛顿之后的时代,经典力学在描述世界上产生了巨大的成功,人们逐渐的相信世界是可以用物理定律机械地描述的。比较极端地,拉普拉斯就相信机械决定论,认为世间万物(包括人类、社会)都逃不过确定的物理定律的掌控。

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我们可以把宇宙现在的状态视为其过去果以及未来的因。如果一个智能知道某一刻所有自然运动的力和所有自然构成的物件的位置,假如他也能够对这些数据进行分析,那宇宙里最大的物体到最小的粒子的运动都会包含在一条简单公式中。对于这智者来说没有事物会是含糊的,而未来只会像过去般出现在他面前。“——拉普拉斯

拉普拉斯提到的”智能“,便是后人所称的”拉普拉斯妖“。倘若拉普拉斯妖是存在的,那这个世界也太可怕了:你我的行为全部都可以通过计算得出,我们的命运也全都被物理定律+初始条件严格的定出了,没有什么会是计算之外的,那生活还有什么乐趣可言!幸运的是,混沌理论和量子力学的发展,让拉普拉斯妖永远也不可能存在了。量子力学告诉我们,物理量都是有不确定性的,不可能无误差地精确测量。而混沌理论则表明,只要涉及3个及更多的物体,初始条件的极其微小的差别将导致最后结果的千差万别。从另一个角度来说,拉普拉斯妖是基于经典力学可逆过程的,然而真实的系统确实满足热力学第二定律(熵增原理)的不可逆过程。因此世界仍是充满不确定性充满了惊喜的,人也可以凭借自己的主观努力去改变自己的命运。

06麦克斯韦妖

中学时我们都曾学过热力学第二定律(熵增原理):孤立系统的不可逆过程熵总是在增加。”落叶永离,覆水难收;欲死灰之复燃,艰乎其力;愿破镜之重圆,冀也无端;人生易老,返老还童只是幻想;生米煮成熟饭,无可挽回...“这些都是熵增原理在实际生活中的反应,它现在也已经成为了物理学中最牢不可破的原理之一。然而当年麦克斯韦却曾提出过一个对熵增原理的诘难,非常令人困惑。

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一个绝热容器被分成相等的两格,中间是由”麦克斯韦妖“控制的一扇小”门“,容器中的空气分子作无规则热运动时会向门上撞击,”门“可以选择性的将速度较快的分子放入一格,而较慢的分子放入另一格,这样,其中的一格就会比另外一格温度高,系统的熵降低了。可以利用此温差,驱动热机做功,而这是与热力学第二定律相矛盾的。

对于这个诘难的反驳,可并不是一件轻松的事情。有人可能以为麦克斯韦妖在打开、关闭门的时候需要消耗能量,这里产生的熵增会抵消掉系统熵的降低。然而开关门消耗的能量却不是本质的,它可以任意降低到足够小。对于麦克斯韦妖的真正解释,直到20世纪才被揭开。关于熵的问题向来比较难懂,因此我直接引用赵凯华先生在《新概念力学·热学》中的话:”麦克斯韦妖有获得和存储分子运动信息的能力,它靠信息来干预系统,使它逆着自然界的方向进行。按现代的观点,信息就是负熵,麦克斯韦妖将负熵输入给系统,降低了它的熵。那么,麦克斯韦妖怎样才能获得所需的信息呢?它必须有一个温度与环境不同的微型光源去照亮分子,这就需要耗费一定的能量,产生额外的熵。麦克斯韦妖正是以此为代价才获得了所需的信息(即负熵)的,这额外熵的产生补偿了系统里熵的减少。总起来说,即使真有麦克斯韦妖存在,它的工作方式也不违反热力学第二定律。“

07双生子佯谬

爱因斯坦的狭义相对论建立了全新的时空观,对于当时的人们来说难以接受。因此自从提出以来,狭义相对论就受到了各种诘难,其中最著名的当属双生子佯谬。但是无论如何诘难,狭义相对论都可以很完美的给出解释,所有的佯谬都被一一化解,研究这些佯谬可以更加深刻的理解狭义相对论的时空观。

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在狭义相对论中,运动的参考系时间会变缓,即所谓的动钟变慢效应。现在设想这样一个情景:有一对双胞胎A和B,A留在地球上,B乘坐接近光速的飞船向宇宙深处飞去。飞船在飞出一段距离之后掉头往回飞,最终降落回地球,两兄弟见面。现在问题来了:A认为B在运动的时候时间变慢,B应当比A年轻;而同样地,在B看来,是A一直在运动,是A的时间变慢了,A应当比B年轻才是。那么兄弟俩究竟谁更年轻呢?狭义相对论是否自相矛盾了?

事实上,理解双生子佯谬的关键,是要清楚A和B的地位并不对等:两人中只有B经历了加速过程,B在飞船掉头的时候不可避免的要经历一次加速。因此,只有A才是处在狭义相对论成立的惯性系当中,只有A的看法是正确的:当兄弟俩见面时,B比A更年轻。类似的效应已经被精密实验所证实了。其实只要用狭义相对论做详尽的计算,也能够从B的角度理解为什么B比A更年轻,但是这不得不做繁琐的计算,这里就不给出了。至此我们可以放心地说,狭义相对论在这个问题上是没有包含矛盾的。但是出去旅游一圈的双胞胎兄弟居然回来就比较年轻了,这一点可是颠覆了大多数人的世界观的...可是这是事实,不信也得信呀!

08等效原理

在中学里大家都学了质量的概念,然而事实上是有两种不同的质量的:惯性质量和引力质量。惯性质量是F=ma中的m,它是惯性大小的量度;引力质量是F=GMm/r^2中的m,它是引力大小的量度。之所以中学里并不对这二者进行区分,是因为这二者精确地相等。这一事实并不是理所当然的,而爱因斯坦正是通过这一神奇的事实,归纳出了广义相对论的一个基本假设:等效原理。

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设想一个处于自由空间(没有引力作用)中的宇宙飞船,它以a=9.8m/s2的加速度做加速直线运动。倘若里面的人扔出一个小球,小球由于惯性,将以9.8m/s^2的加速度落地;而这正如一个处于引力场中的惯性系所表现的那样。非惯性系中的惯性力正比于惯性质量,而引力则正比于引力质量。惯性质量与引力质量相等这一事实,导致了惯性力与引力这两种效应无法区分,这就是弱等效原理。爱因斯坦进一步推广,对于一切物理过程(不仅仅是力学过程),自由空间中的加速运动参考系,与引力作用下的惯性系,这二者在原则上完全不可区分,这就是强等效原理。

”引力场中一切物体都具有同一的加速度,这条定律也可表述为惯性质量同引力质量相等,它当时就使我认识到它的全部重要性。我为它的存在感到极为惊奇,并且猜想其中必有一把可以更深入了解惯性和引力的钥匙。“——爱因斯坦。

09薛定谔的猫

薛定谔的猫恐怕是物理界最著名的一只虚构小动物了,它是量子力学的创始人之一——薛定谔为了说明量子力学并不完备而提出的。

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把一只猫放进一个封闭的盒子里,然后把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。设想这个放射性原子核在一个小时内有50%的可能性发生衰变。如果发生衰变,它将会发射出一个粒子,而发射出的这个粒子将会触发这个实验装置,打开装有毒气的容器,从而杀死这只猫。

根据量子力学,未进行观察时,这个原子核处于已衰变和未衰变的叠加态,猫则处在死和活的叠加态,即”既死又活“(而不是很多人误解的”半死不活“、”要么死要么活“)。但是,如果在一个小时后把盒子打开,实验者只能看到”衰变的原子核和死猫“或者”未衰变的原子核和活猫“两种情况。现在的问题是:这个系统从什么时候开始不再处于两种不同状态的叠加态而成为其中的一种?在打开盒子观察以前,这只猫是死了还是活着抑或既死又活?这个实验的原意是想说明,如果不能对波函数塌缩以及对这只猫所处的状态给出一个合理解释的话,量子力学本身是不完备的。

篇6:初二物理上册教案教学目标依据

四、教学目标:

1、知识与技能

A.初具了解物理学及其相关技术中产生的一些历史背景,能意识到科学发展历程的艰辛与曲折,知道物理学不仅物理知识,而且还包科学的研究方法,科学态度和科学精神。

B.具有初步的实验操作技能,会使用简单的实验仪器和测量工具,能测量一些基本的物理量。

C.会记录实验数据,知道简单的数据处理方法,会写简单的实验报告,会用科学术语,简单图表等描述实验结果。

2、过程和方法:

A.经历观察物理现象的过程,能简单描述所观察的物理现象的主要特征。有初步的观察能力。

B.能在观察物理现象或学习物理的过程中发现问题的能力。

C.通过参与科学探究活动,学习拟订简单的科学探究计划和实验方案,能利用不同渠道收集信息,有初步的信息收集能力。

D.通过参与科学探究活动,初步认识科学研究方法的重要性,学习信息处理方法,有初步的信息处理能力。

E.学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律,尝试应用科学规律去解释某些具体问题,有初步的分析概括能力。

F.能书面或口头表达自己的观点,初步具有评估和听取反馈意见的意识,有初步的信息交流能力。

3、情感态度与价值观:

A.能保持对自然的好奇,初步领略自然现象中的美妙与和谐,对大自然有亲近,热爱和谐相处的情感。

B.具有对科学的求知欲,乐于探索自然界和日常生活中的物理道理。

C.在解决问题的过程中,有克服困难的信心和决心,能体验战胜困难,解决物理问题的喜悦。

D.养成实事求是,尊重自然规律的科不态度,不迷信权威,具有判断大众传媒是否符合科学规律的初步意识。

E.有将自己的见解分开与他人交流的愿望,认识交流与合作的重要性,有主动与他人合作的精神,敢地提书与别人不同的见解,也勇于放弃或修正自己的错误观点。

F.有将科学服务于人类的意识,有理想,有报护,热爱祖国,有振兴中华的使命和责任感。

五、具体措施:

1、鼓励科学探究的教学

鼓励学生积极动手、动脑、通过有目的探究活动,学习物理概念和规律,体验到学科学的乐趣,了解科学方法,获取科学知识,逐步树立科学创新的意识。

2、帮助学生尽快步入自主性学习的轨道。

在教学过程中要帮助学生自己进行知识模式的构建,而不是去复制知识,学生自己在学习过程中发现问题才是至关重要的。

3、加强与日常生活,技术应用及其他科学的联系。

由于物理学与生活、社会有着极为深密和广泛的联系,因此在实际教学中,要结合本地实际,进取学生常见的事例,尽可能采作图片、投影、录像、光盘、CAI课件进行教学。

初二物理上册教案教学目标依据篇三

一,教材分析

教材从全面提高学生素质的要求出发,在知识选材上,适当加强联系实际,适当降低难度,既考虑现代生产发展与社会生活的需要,又考虑当前大多数初中学生的学习水平的实际可能.在处理方法上,适当加强观察实验,力求生动活泼,既有利于掌握知识,又有利于培养能力,情感和态度,使学生在学习物理的同时,获得素质上的提高.

教材把促进学生全面发展作为自己的目标.在内容选配上,注意从物理知识内部发掘政治思想教育和品德教育的潜能,积极推动智力因素和非智力因素的相互作用.在学习方法上,积极创造条件让学生主动学习参与实践,通过学生自己动手,动脑的实际活动,实现学生的全面发展.

教科书采用了符合学生认知规律的由易到难,由简到繁,以学习发展水平为线索,兼顾到物理知识结构的体系.这样编排既符合学生认知规律,又保持了知识的结构性.

教科书承认学生是学习的主体,把学生当作第一读者,按照学习心理的规律来组织材料.全书共14章以及新增添的物理实践活动和物理科普讲座,每章开头都有几个问题,提示这一章的主要内容并附有章节照片,照片的选取力求具有典型性,启发性和趣味性,使学生学习时心中有数.章下面分节,每节内都有些小标题,帮助学生抓住中心.在引入课题,讲述知识,归纳总结等环节,以及实验,插图,练习中,编排了许多启发性问题,点明思路,引导思考,活跃思维.许多节还编排了”想想议议\",提出了一些值得思考讨论的问题,促使学生多动脑,多开口.

二,学生分析

我所承担的是二年级的物理教学.共有69人,学生的基础差异比较大,其中共3人基础知识掌握较好,有50%的学生基础薄弱,有些学生讨厌理科学习,经过了解测试后个别学生小学数学知识都未掌握.学生学习兴趣不浓,作业马虎了事,抄袭作业严重且作业格式不正确,写字不认真.部分学生学习虽然刻苦,但十分吃力,效果不好,这主要是学生学习方式方法问题.培养学生物理学习兴趣,形成正确的学习习惯,抓好基础知识,是物理教学工作的重点.

三,学年的教学总目标和总的教学要求

1,引导学生学习物理学的初步知识及其实际应用,了解物理学在科学技术和社会发展中的重要作用;

2,培养学生初步的观察,实验能力,初步的分析,概括能力和应用物理知识解决简单问题的能力;

3,培养学生学习物理的兴趣,实事求是的科学态度,良好的学习习惯和创新精神,结合物理教学对学生进行辨证唯物主义教育,爱国主义教育和品德教育.

四,改进教学,提高教学质量的主要措施

学生是学习的主人,只有处于积极状态,经过认真的观察,实践,思考,才能体会物理现象中蕴含的规律,产生探究物理世界的兴趣,理解所学的物理知识,获得相应的能力.教学中要注意培养学生的学习兴趣和愿望,鼓励他们发现问题和提出问题,指导他们学会适宜的学习方法,为学生终生学习打下良好的基础.

要注意研究学生的心理特征,了解他们的知识,能力基础,从实际出发进行教育,并且根据他们的反应及时调整自己的教学安排.由于学生的基础差异比较大,所以要注意因材施教,针对不同的学生提出不同的要求.对学习困难的学生,要针对他们的具体情况予以耐心帮助,鼓励多做物理实验和参加物理实践活动,使他们基本达到教学要求.对学有余力的学生,可采取研究性学习等多种方式,培养他们的创造和探索能力.

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