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验证向心力公式实验的改进与创新
作者：杨杰穆婕
来源：《文理导航》2020年第05期
向心力的实例分析 一、知识与技能 1、知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受 的向心力。 2、会在具体问题中分析向心力的来源。 3、引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生深刻理解向心力的基础知识。 4、熟练掌握应用向心力知识分析两类圆周运动模型的步骤和方法。 二、过程与方法 1、通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生的分析和解决问题的能力。 2、通过对匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辨证关系，提高学生的分析能力。 3、运用启发式问题探索教学方法，激发学生的求知欲和探索动机；锻炼学生观察、分析、抽象、建模的解决实际问题的方法和能力。 三、情感态度与价值观 1、通过对几个实例的分析，使学生养成仔细观察、善于发现、勤于思考的良好习惯，明确具体问题必须具体分析。 2、激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯。 重点难点 重点：理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的，而不是一种特殊的力；找出向心力的来源，理解并掌握在匀速圆周运动中合外力提供向心力，能用向心力公式解决有关圆周运动的实际问题。 难点：火车在倾斜弯道上转弯的圆周运动模型的建立；临界问题中临界条件的确定。 教学方法 讲授、分析、推理、归纳 教学用具 CAI课件 教学过程 【新课引入】：在上课之前先问一下我们班有没有溜旱冰的同学？（有），那么请问你在溜旱冰转弯是有什么感觉？你想安全或快速转弯，你将怎样滑？（引导学生）要弄清楚这些问题。这就是本节课我们要研究的问题。 【新课教学】： （一）、实例1：转弯时的向心力分析 课件模拟在平直轨道上匀速行驶的火车，提出问题： （1）、火车受几个力作用？ （2）、这几个力的关系如何？ （学生观察，画受力分析示意图） 师生互动：火车受重力、支持力、牵引力及摩檫力，其合力为零。 过渡：那火车转弯时情况会有何不同呢？ 课件模拟平弯轨道火车转弯情形，提出问题： （1）、转弯与直进有何不同？
有关“向心力”创新实验的研究 随着新课程改革的深入，实验教学的创新对展现物理学科特色和功能发挥着不可估量的作用。一堂好的物理课决不能少了一个或几个精彩的物理实验，具有创造性的实验会让一些看似枯燥的内容立刻变得生动无比，让人在充满乐趣的氛围中欣然接受。 圆周运动是同学们比较熟悉但又难以准确把握的一种运动，尤其对向心力的定义、作用、大小及来源缺乏形象直接的实验体会。在这里我对有关“向心力”的常规实验做了一些改进及补充。 一、小试身手——简易水流星表演：本实验能轻易打破同学们源于对生活印象的错误“前概 念”。 我们可以直接利用装砝码的透明塑料小桶，为了看得更清楚给小 桶加注滴有红墨水的自来水，然后用手捏住细线的一端，抡动细线使 小桶在竖直平面内做圆周运动。现象表明速度较快时，水不会流出来。 如果让细线加长一些，则抡动的频率可以减慢一些。操作非常简单， 每个学生都能轻易完成，该实验使每个学生不由自主地想去探究水为 什么没有洒出来，这为讲解向心力的作用作了铺垫。 二、展现“绝技”——神奇剥鸡蛋术：本实验富有趣味性，给人 多种感官刺激和愉悦，耐人寻味。 在看电影《天下无贼》时，我们对刘德华扮演的大盗神奇的 剥鸡蛋表演叹为观止，以为这肯定是电影特 技，生活中不可能完成。殊不知我们凡人也能练就“神偷”一样的绝技，只要注意技巧就行了。找一个大“肚子”而小口径的玻璃杯（塑 料杯也行），把一熟鸡蛋放入杯中，手握杯口迅速地向怀抱内沿螺旋 线移动杯子，边移动边倒转杯子，然后继续快速转动手腕使鸡蛋沿杯 壁运动，我们可以听到鸡蛋壳与杯壁碰撞时悦耳的交响乐，接着就能 享受已剥了壳的鸡蛋了。 三、自制教具——化繁为简，直达目标： 自制系列（一）：本教具克服了实验室大部分仪器只能定性研究向心力的缺点，能直接读出做匀速圆周运动的小球的向心力，并可计算出小球所需的向心力大小，定量验证向心力公式。 制作材料：直径20厘米的三合材料圆板（有机玻璃材料更好），自制带洞铁管轴，手摇离心 转台，带洞小球若干，尼龙绳，测力计一个，滑轮两个，秒表，方形木板
细胞生物学实验报告 一．实验名称：细胞凝集反应 二．实验原理： 细胞膜是双层脂镶嵌蛋白质结构，脂和蛋白质又能与糖分子结合为细胞表面的分支状糖外被.目前认为：细胞间的联系，细胞的生长和分化,免疫反应和肿瘤发生都和细胞表面的分支状糖分子有关。 凝集素(lectin)是一类含糖的（少数例外）并能与糖专一结合的蛋白质,它具有凝集细胞和刺激细胞分裂的作用。凝集素使细胞凝集是由于它与细胞表面的糖分子连接，在细胞间形成“桥”的结果，加入与凝集素互补的糖可以抑制细胞的凝集。 凝集素是指一种从各种植物,无脊椎动物和高等动物中提纯的糖蛋白或结合糖的蛋白，因其能凝集红血球(含血型物质)，故名凝集素。常用的为植物凝集素(Phytoagglutin， PNA）,通常以其被提取的植物命名，如刀豆素 A(Conconvalina,ConA）、麦胚素（Wheat germ agglutinin， WGA)、花生凝集素（Peanut agglutinin, PNA)和大豆凝集素(Soybean agglutinin， SBA）等，凝集素是它们的总称。凝集素不是来源或参与免疫反应的产物，它们具有的某些“亲合”特性，能被免疫细胞化学技术方法所应用。 血型鉴别实验，也是凝集反应的一种。 三．实验用品： 土豆块茎 显微镜，粗天平，载玻片，滴管2支，离心管2支 PBS缓冲液:称取NaCl7.2g，Na 2HPO 4 1。48g，KH 2 PO 4 0。43g,加蒸馏水，定 容至1000ml，调pH值到7.2. 4。2%的红细胞 四．实验步骤：
1.称取土豆去皮块茎2g，加10mlPBS缓冲液，浸泡2h,浸出的粗提液中含 有可溶性土豆凝集素。 2.以无菌方法抽取兔子静脉血液（加抗凝剂),加生理盐水3ml，在 1000r/min，离心5min，重复3次离心,最后按压积红细胞体积用生理盐水配成1%红细胞液。 3.分别用滴管吸取土豆凝集素和1%红细胞液各一滴,置双凹片左孔内,充分 混匀。 4.同时分别用滴管吸取PBS缓冲液和1%的红细胞悬液各一滴，置双凹片右 孔内，充分混匀，做对照实验。 5.摇晃5-10min后，观察有无发生细胞凝集并置显微镜下观察。 试剂土豆凝集素PBS缓冲液 现象 在振荡过程中，溶液中 的红细胞渐渐凝集成颗 粒状，逐渐聚拢，最后 在液滴中形成一大块血 红色血块。 在振荡过程中，红细胞 不断向中间靠拢，最终 形成中间颜色较深，边 缘颜色较浅的红细胞浑 浊溶液。 结果红细胞发生凝集红细胞未发生凝集 说明结论 土豆凝集素可使血液发生凝集，PBS缓冲液不能使 血液发生凝集。 图左为PBS缓冲液对照图右为土豆凝集素
第3节 向心力的实例分析 一、转弯时的向心力实例分析 1．汽车在水平路面转弯，所受静摩擦力提供转弯所需的向心力。 2．火车(或汽车)转弯时，如图4-3-1所示，向心力由重力和支持力的合力提供， 向心力 F ＝mg tan θ＝mv 2 r ，转弯处的速度v ＝gr tan θ。 图4-3-1 图4-3-2 3．飞机(或飞鸟)转弯受力如图4-3-2所示，向心力由空气作用力F 和重力mg 的合力提供。 二、竖直平面内的圆周运动实例分析 1．汽车过拱形桥
2．过山车(在最高点和最低点) (1)向心力来源：受力如图4-3-3所示，重力和支持力的合力提供向心力。 图4-3-3 (2)向心力方程 在最高点：N ＋mg ＝m v 2 r ，v 越小， N 越小，当N ＝0时v min ＝gr 。 在最低点：N －mg ＝m v 2 r 。 1．自主思考——判一判 (1)火车转弯时的向心力是火车受到的合外力。(×) (2)火车以恒定速率转弯时，合外力提供向心力。(√) (3)做匀速圆周运动的汽车，其向心力保持不变。(×) (4)汽车过拱形桥时，对桥面的压力一定大于汽车自身的重力。(×) (5)汽车在水平路面上行驶时，汽车对地面的压力大小等于自身的重力大小。(√) 2．合作探究——议一议 (1)假定你是一个铁路设计的工程师，你打算用什么方法为火车转弯提供向心力？ 提示：要根据弯道的半径和规定的行驶速度，确定内外轨的高度差，使火车转弯时所需的向心力几乎完全由重力G 和支持力N 的合力来提供。 (2)如图4-3-4所示，滑冰运动员转弯时为什么要向转弯处的内侧倾斜身体？
《探究向心力》说课 使用教材:人教版高中物理必修二?第五章第6节《向心力》 一?教材分析 (一)教材地位 向心力?向心加速度是本章教学的重点,具有承前启后在作用?对前是牛顿运动定律的延伸,对后是圆周运动的应用,以及为万有引力做知识储备? (二)教材设计思路 课本用向心加速度公式结合牛顿第二定律从理论推导向心力表达式,再利用课本实验——用圆锥摆粗略验证向心力的表达式,这个实验虽简单直观,但是实际操作困难,物理量难测量? 二?物理核心素养 教师在教学过程中,应该培养学生的物理核心素养,设计探究实验,让学生从事实经验出发,推理猜想,再用实验验证,像科学家一样思考,得出结论? (一)物理观念:从物理学视角形成的关于物质?运动与相互作用?能量等的基本认识,是 物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华 (二)科学思维:基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑?批判,进而提出创 造性见解的能力与品质 (三)实验探究:提出物理问题,形成猜想和假设,获取和处理信息,基于证据得出结论并 做出解释,以及对实验探究过程和结果进行交流?评估?反思的能力 (四)科学态度与责任:在认识科学本质,理解科学·技术·社会·环境(STSE)的关系基 1
础上逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任感 三?教学目标和实验内容 (一)教学重点 1.理解向心力的概念 2.学生感受向心力和实验探究向心力的表达式 (二)教学难点 学生实验探究向心力的表达式 (三)教学对象分析 1.学生知识层面:学生已经学过匀速圆周运动的概念以及描述匀速圆周运动的物理量,从理论上推出了向心加速度的表达式,对数学的一次函数?二次函数关系已经熟练掌握?学生可以运用牛顿第二定律结合向心加速度公式,从理论上推导出向心力表达式 2.学生能力层面:学生理解向心力是效果力,是指向圆心的合力;已经掌握用EXECL软件处理数据,合理选择变量,拟合图像的方法,初步具备探究实验的能力 (四)实验方法 定性关系实验:感受向心力 定量关系实验:自制创新教具——无线向心力测量仪(图1) 2
大学物理实验报告范文 科技实验报告是描述、记录某个科研课题过程和结果的一种科技应用文体。撰写实验报告是科技实验工作不可缺少的重要环节。下面是小编为大家整理的最新小学生零花钱调查报告，欢迎阅读参考! 精确测定银川地区的重力加速度 测量结果的相对不确定度不超过5% 初步确定有以下六种模型方案： 方法一、用打点计时器测量 所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的P点，用米尺测出OP的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g. 方法二、用滴水法测重力加速度 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、取半径为R的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时
液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面 重力加速度的计算公式推导如下： 取液面上任一液元A，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力N.由动力学知： Ncosα-mg=0 (1) Nsinα=mω2x (2) 两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g， ∴y/x=ω2x/2g. ∴ g=ω2x2/2y. .将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g. 方法四、光电控制计时法 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法五、用圆锥摆测量 所用仪器为：米尺、秒表、单摆. 使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h(见图1)，用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度ω=2πn/t 摆锥作匀速圆周运动的向心力F=mgtgθ，而tgθ=r/h
小学科学创新实验设计方案 《空气占据空间》的实验创新 西海小学王绍亭 一．实验设计意图 1.《空气占据空间》是教科版小学科学三年级上册《认识空气》中的教学活动。通过实验，变看不见的空气为看的见，变摸不着的空气为摸得着，让学生在探究过程中认识到、感受到空气确实存在，空气和其他物质一样，能够占据空间。并为后面学习《空气的质量》打下基础。 2.通过尝试设计与完成实验过程，培养学生的科学探究精神，发展学生的科学素养。 二、实验原型的不足之处 教材上安排的实验为几个小实验：一是将吸管伸向水里，用嘴吹，有气泡产生；二是用橡皮泥堵塞瓶口，并插吸管，让学生向瓶内吹气，使水流出来；三是杯底塞入纸团，将杯子竖直压入水底，看纸团会不会湿。仔细分析，不难看出实验原型的不足之处有： 1.实验材料橡皮泥有毒；操作中容易出现橡皮泥堵塞吸管的失误，从而导致实验失败。 2.一次性吸管学生反复吹，不够卫生，用后丢弃造成环境污染和资源浪费。
3.学生气息不足，很难将水顺利吹出来，现象不明显。
4.如果杯子接触水面时没有垂直，很难达到理想的效果。 5.三年级的学生在操作时很容易把纸团掉入水中，浪费纸张，不利于环保。 三．实验创新与改进之处 创新实验一： 1.用橡胶塞替代有毒橡皮泥，安全、环保。 2.用玻璃管替代塑料吸管，消除浪费，减少了污染。 3.用推注射器活塞代替用嘴吹气实验，安全可靠更加卫生。 创新实验二： 用乒乓球代替纸团，节约用纸，实验更加绿色环保。 创新实验三： 1.在水槽壁粘贴刻度尺，在水面放一乒乓球，可以更直观地观察水位的升降变化。 2.用推拉注射器活塞来控制瓶内空气的流动，操作方便，现象明显。 四．创新实验所需器材 玻璃水槽、去底矿泉水瓶（底部缠铁丝）和完整矿泉水瓶各一个。玻璃管、橡胶管、带孔橡胶塞、乒乓球、注射器（或打气筒）、红墨水等。 五、实验过程 （一）自制小喷泉
论文所属学科：物理（理科） 题目：有关“向心力”创新实验的研究 有关“向心力”创新实验的研究 随着新课程改革的深入，实验教学的创新对展现物理学科特色和功能 发挥着不可估量的作用。一堂好的物理课决不能少了一个或几个精彩的物理 实验，具有创造性的实验会让一些看似枯燥的内容立刻变得生动无比，让人 在充满乐趣的氛围中欣然接受。 圆周运动是同学们比较熟悉但又难以准确把握的一种运动，尤其对向心力的定义、作用、大小及来源缺乏形象直接的实验体会。在这里我对有关“向心力”的常规实验做了一些改进及补充。 一、小试身手——简易水流星表演：本实验能轻易打破同学们源于对 生活印象的错误“前概念”。 我们可以直接利用装砝码的透明塑料小桶，为了 看得更清楚给小桶加注滴有红墨水的自来水，然后用 手捏住细线的一端，抡动细线使小桶在竖直平面内做 圆周运动。现象表明速度较快时，水不会流出来。如 果让细线加长一些，则抡动的频率可以减慢一些。操作非常简单，每个学生都能轻易完成，该实验使每个学生不由自主地 想去探究水为什么没有洒出来，这为讲解向心力的作用作了铺垫。
二、展现“绝技”——神奇剥鸡蛋术：本实验富有趣味性，给人 多种感官刺激和愉悦，耐人寻味。 在看电影《天下无贼》时，我们对刘德华扮 演的大盗神奇的剥鸡蛋表演叹为观止，以为这肯定是 电影特技，生活中不可能完成。殊不知我们凡人也能练就“神偷”一样的绝技，只要注意技巧就行了。找一个大“肚子”而 小口径的玻璃杯（塑料杯也行），把一熟鸡蛋放入杯中，手握杯口迅速地向怀抱内沿螺旋线移动杯子，边移动边倒转杯子，然后继续快速转动手 腕使鸡蛋沿杯壁运动，我们可以听到鸡蛋壳与杯壁碰撞时悦耳的交响乐， 接着就能享受已剥了壳的鸡蛋了。 三、自制教具——化繁为简，直达目标： 自制系列（一）：本教具克服了实验室大部分仪器只能定性研究向心力 的缺点，能直接读出做匀速圆周运动的小球的向心力，并可计算出小球 所需的向心力大小，定量验证向心力公式。 制作材料：直径20厘米的三合材料圆板（有机玻璃材料更好），自制带洞铁管轴，手摇离心转台，带洞小球若干，尼龙绳，测力计一个，滑
初中化学实验的改进与创新 李映莲 宝华学校 摘要：化学是一门以实验为基础的科学，化学实验对于化学课程目标的全面落实具有重要的作用。实验教学是以实验为主，实验前做好充分地准备和精心地设计实验，能使在实验过程中，操作简便安全省时，现象明显，学生容易正确得出结论，更容易激发学生的学习兴趣。现行初中化学教材中的实验，大多数是经过千锤百炼，教育教学专家反复论证后编入课本中的，具有权威性。但也不可避免地会有一些实验，从可操作性、可观察性、安全性等方面还有待改进和创新。为此，本文进行教材实验设计分析，说明优缺点所在，提出改进方案，从而能提高化学实验教学的效果。 关键词：初中化学实验改进 一、教材中实验分析 化学是一门以实验为基础的科学,因此,化学实验方案的设计贯穿于初中化学教学的全过程。初中化学实验中大部分为演示实验，演示实验又以验证性实验为主。因此，教师要对实验进行精心的设计，使学生在实验中操作简便易行，更容易观察到现象，更能体会到实验的趣味，能正确的得出结论。 教材中的一些实验设计或是操作复杂，或是现象不明显，或是成功率不高，或是不环保。因此，对实验进行改进，重新设计，使之更好的进行实验，使之更简便化、趣味化、绿色化、科学化，是很有必要的。 二、实验设计与改进必遵循的原则 1、科学性原则：做到实验准确，实验方案的设计要科学，实验装置设计合理，实验操作符合。 2、简约性原则：装置简单，操作简便，有创造性。
3、直观性原则：实验现象明显，感官性高。 4、安全性原则：实验过程安全，不出事故。 5、环保性原则：减少药品用量，减少环境污染。 三、实验方案的优化与改进 （一）、有关燃烧的条件实验探究 燃烧条件之一:着火点 教材方案：在500ml烧杯中加入300ml热水，并放入用硬纸圈圈住的一小块白磷，在烧杯上盖一片薄铜片，铜片上一端放一小堆干燥的红磷，另一端放一小块已用滤纸吸去表面上水的白磷，观察现象。 缺点：教材上的实验易引发意外，且在敞开环境中燃烧白磷，产生大量白烟，污染严重。 改进方案： 1、取两支干燥的大试管，分别放入一小块已用滤纸吸去表面上水的白磷和一小匙干燥的红磷，分别塞上橡皮塞。 2、将上述两只大试管同时放入一杯热水中（温度稍高），观察现象。 改进优点： 安全性好，操作简便，现象明显，且不污染环境。 （二）、关于活性炭的吸附性实验探究 教材方案：在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭，轻轻振荡锥形瓶，观察现象。 缺点：加入木炭或活性炭后，液体悬浮许多炭的颗粒，呈现黑色，无法观察现象，若要观察红墨水的褪色情况，需进行过滤操作，这就使实验时间拉长，教学效率降低。 改进方案：
实验原理： 匀速转动手柄1，可以使变速塔轮 2 和3 以及长槽4 和短槽5小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂 6 的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7 下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 实验目的探究影响向心力大小的因素 实验方法控制变量 探究过程m、ω 不变改变半径r，则r越大，向心力F就越大 m、r 不变改变角速度ω，则ω越大，向心力F就越大 r、ω 不变改变质量m，则m越大，向心力F就越大结论物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量、半径、角速度都有关 练习1：用如图4所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大 小与哪些因素有关 (1)本实验采用的科学方法是________ A．控制变量法B．累积法C．微元法D．放大法 (2)图示情景正在探究的是________． A．向心力的大小与半径的关系B．向心力的大小与线速度大小的关系 C．向心力的大小与角速度大小的关系D．向心力的大小与物体质量的关系 (3)通过本实验可以得到的结论是________． A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比 C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 (4)现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度大小的关系，下列做法正确的是 A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的钢球做实验 B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的钢球做实验 C．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的钢球做实验 D．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的钢球做实验 2.一物理兴趣小组利用学校实验室的数学实验系统探究物体做圆周运动时向心力与角速度、半径的关系. 实验序号12345678 F/N 2.42 1.90 1.430.970.760.500.230.06 ω/(rad·s－1)28.825.722.018.015.913.08.5 4.3 (1)首先，他们让一砝码做半径r＝0.08 m的圆周运动，数学实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F 和对应的角速度ω，如表，请你根据表中的数据在图5甲上绘出F－ω的关系图象．
大学物理实验课程设计实验报告北方民族大学 大学物理实验（设计性实验） 实验报告 指导老师：王建明 姓名：张国生 学号：XX0233 学院：信息与计算科学学院 班级：05信计2班 重力加速度的测定 一、实验任务 精确测定银川地区的重力加速度 二、实验要求 测量结果的相对不确定度不超过5% 三、物理模型的建立及比较 初步确定有以下六种模型方案： 方法一、用打点计时器测量
所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g. 方法二、用滴水法测重力加速度 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个（n取 50―100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面重力加速度的计算公式推导如下： 取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知： ncosα-mg=0（1） nsinα＝mω2x（2） 两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g， ∴y/x=ω2x/2g.∴g=ω2x2/2y. .将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g.
小学科学实验教学的改进与创新策略 2003年课程改革以来，在小学开设科学课，目的在于通过学生亲历某些科学探究活动，在参与的过程中体验、感悟，最终内化形成科学素养。在多年的教学实践中发现：现行教材中，有些实验的设计和材料的选用不够合理，缺乏实用性、灵活性、科学性。笔者认为科学教师要对现行教材进行改进和创新，应当结合当地实际，通过一些容易准备、操作简便且符合儿童年龄特点的实验来诠释不同的科学原理，让学生在实验中体验快乐，从而获取知识和技能，使学生的科学素养得到培养和提升。 一、改进实验材料，弥补器材不足 实验材料是一切探究活动的开始，材料选取是否合理将直接影响学生探究活动能否顺利进行，对科学概念的理解是否准确，是有效进行探究的基础和保证。然而，教材中一些材料本身有问题，学生实验时缺乏可操作性，浪费时间，更可怕的是挫伤学生的科学探究积极性。于是，教者大胆地把教科书中的部分实验材料更换成生活中常见、便于操作且价格低廉的材料，不仅能够代替教材中材料的功能，还能使实验的效果更直观。 [案例1] 教科版小学科学五年级下册《沉与浮》单元第一课《物体在水中是沉是浮》。实验一，猜测验证胡萝卜在水中是沉是浮。实验二，切分萝卜，把它切成一半、四分之一、八分之一，甚至更
小，通过实验让学生知道由同种材料构成的物体，在水中的沉浮与轻重和体积大小无关。存在问题：胡萝卜下端富含矿物质，密度比其他部位大，胡萝卜整个在水中上浮，而切分后下部分在水中下沉，直接误导学生，影响探究的有效性，因此不能作为探究的材料。改进方法：在这个探究活动中，我把萝卜改为苹果，实验效果明显，学生不会产生歧义，且为下节课探究“物体在水中沉浮的因素与什么有关”提供了有结构的材料。 [案例2] 《沉浮》单元第二课《沉浮与什么因素有关》用控制变量的科学方法，探索物体沉浮的原因，教材中要求准备一套同体积不同重量的球，一套相同重量不同体积的立方体，通过实验让学生知道：不同材料构成的物体，如果体积相同，重的物体容易沉，如果重量相同，体积小的物体容易沉。这两组材料直观性很强，但我们农村科学实验室没有相配套的装置，于是我结合农村实际情况，对本节课实验进行了改进与创新：我在学校附近的小诊所找来了一些青霉素针剂瓶子，先选了一组体积大小相同的空玻璃瓶，里面装上不同重量的水，用它来代替体积相同、重量不同的那套小球；又选了一组体积大小不同的空瓶，里面装上沙子，用天平称出相同重量，用来代替那套立方体。这样增强了实验的直观性，让实验操作变得更方便。学生很快就整理出不同材料构成的物体在水中的沉浮规律。有了小瓶子活动的铺垫学生对潜水艇的原理也理解得比较好。
中教法教材实验改进与创新 湖北师范大学 一、实验目的 1.改进制备NO气体的方法，培养学生不唯书，具有批判思维，创新 思维精神； 2.通过NO的制取与NO和NO2相互转换的实验探究，掌握实验改进技 能与方法； 3.了解不同的金属与稀硝酸，浓硝酸的反应，引导学生探究。 二、实验原理 铜是一种不活泼的金属，但其能与稀硝酸和浓硝酸反应，生成氮氧化物； 铜与稀硝酸反应：3Cu+8HNO3稀=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O NO混入O2会立刻转化为NO2：2NO+O2=2NO2（红棕色） NO2浓度升高时，可与N2O4相互转化：2NO2=N2O4（无色） 铜与浓硝酸反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 三、实验仪器与试剂 实验试剂:稀NaOH溶液稀硝酸（1:3）浓硝酸 实验材料：U形管（等长、不等长）木试管夹酒精灯长滴管分液漏斗 注射器（玻璃管、橡胶管各一支）具支试管小铜片细铜丝 四、实验内容 1.演示中学教材制备NO,NO2实验
①铜与浓硝酸反应 步骤：取一只干燥洁净的小试管，放入一小块铜片，再向其中加入2mL浓硝酸； 原理：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 现象：铜片快速溶解，溶液变为深绿色，在溶液上方产生红棕色气体，有刺激性气味。 ②铜与稀硝酸反应 步骤：取一只干燥洁净的小试管，放入一小块铜片，再向其中加入2mL稀硝酸； 原理：3Cu+8HNO3稀=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 现象： 铜片溶解缓慢，溶液仍为无色，将试管放在酒精灯加热，铜片有大量气泡冒出，溶液由无色变为蓝色，产生有刺激性气味的
习题课：向心力的来源实例分析 ★知识链接 一．圆周运动的分析方法 匀速圆周运动：合外力提供向心力，产生向心加速度a n，只改变速度的方向，不改变 速度的大小。 变速圆周运动：法向的合外力提供向心力，产生向心加速度a n，只改变速度的方向；切向的合外力产生切向的加速度a t，只改变速度的大小。 规律总结：不管是匀速圆周运动还是变速圆周运动，都是由法向（指向圆心）的合外 力提供向心力。 二．向心力来源的分析方法 确定圆心所在的平面→找出圆心、半径→受力分析→指向圆心的合力即为向心力。 ★实例分析 1．单摆O 例1．如图所示，一小球用细线悬挂于O点，将其拉离竖直 位置一个角度后释放，小球将以 O 点为圆心做圆周运动， F 则运动中小球所需的向心力是（D） A ．绳的拉力 B．小球的重力mg sin C．绳的拉力与小球的重力的合力mg cos D ．绳的拉力与小球的重力沿绳方向的分力的合力 mg 解析： 法向： F mg cos m v2得： F mg cos m v2 L L 切向： mg sin ma t 总结： （ 1）当小球由高向低运动时，a t与 v 方向一致， v 逐渐增大；逐渐减小， cos逐渐增大， F 逐渐增大。 （ 2）当小球由低向高运动时，a t与 v 方向相反， v 逐渐减小；逐渐增大， cos逐渐减小， F 逐渐减小。 （ 3）小球在最高点，速度为零，拉力最小；小球在最低点，速度最大，拉力最大。
2．圆锥摆 例 2．如图所示，长为 L 的细线，一端拴一质量为小球在水平面内做匀速圆周运动。当细线与竖直方向成 （ 1）细线的拉力 F ． （ 2）小球运动的线速度 v ． （ 3）小球运动的角速度． （ 4）小球运动的周期 T ． 解析： m 的小球，另一端固定于 O 点。让 角时，求： O F F cos 竖直方向： F cos mg ，得 F mg F sin cos O 越大， cos 越小， F 越大。 m v 2 L sin mg 水平方向 ： F sin mg tan m 2 L sin m 4 2 L sin T 2 得： v gL tan sin 越大， v 越大 g 越大， 越大 L cos T L cos 越大， T 越小 2 g 练 1．如图所示，一质量为 m 的小球在光滑的半球形碗内做 匀速圆周运动，轨道平面水平。已知小球与球心 O 的连线与竖 OR 直方向的夹角为 ，碗的半径为 R ，求： F N （ 1）碗壁对小球的支持力 F N ； r O （ 2）小球运动的线速度 v 。 F 合 mg 解析： （ 1） F N mg cos v 2 得： v gRtan sin （ 2）由 mg tanm R sin
大学物理实验课程设计实验报告 大学物理实验课程设计实验报告北方民族大学 大学物理实验 实验报告 指导老师：王建明 姓名：张国生 学号：XX0233 学院：信息与计算科学学院 班级：05信计2班 重力加速度的测定
一、实验任务 精确测定银川地区的重力加速度 二、实验要求 测量结果的相对不确定度不超过5% 三、物理模型的建立及比较 初步确定有以下六种模型方案： 方法一、用打点计时器测量 所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=秒×两点间隔数.由公式
h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g. 方法二、用滴水法测重力加速度 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面 重力加速度的计算公式推导如下： 取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知： ncosα-mg=0
nsinα＝mω2x 两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g， ∴y/x=ω2x/2g.∴g=ω2x2/2y. .将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g. 方法四、光电控制计时法 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法五、用圆锥摆测量
小学科学实验的改进与创新 小学科学这门课程具有独立的传授特色,是以实验为主的学科,其主要目的是培养儿童观察、思维、动手能力。实验效果直接关系到教学的成功与否,在教学实践中,我们发现有些实验的设计或者实验材料的选用,存在着不够完善的地方。这就需要身居一线的科学教师因地制宜进行改进。其实这种改进就是创新。 一、改进实验设计,变验证性实验为探究性实验 传统的实验方式就是老师先把实验目的、步骤、方法及注意点详细而周密地告知学生,甚至将实验现象、结果也公布于众,学生只“照方抓药”动动手就完事。如鄂教版五下第12课《怎样用水使小水轮转动起来》实验，验证性实验如案例方法是:1.老师先告诉了实验结果,用水冲叶轮,水轮就会转动起来。2.出示实验材料。3.告诉注意的几点。4.老师演示、学生观察。5.总结验证结论。而这种验证实验,是走过场,平淡枯燥。如果改用探究性实验,水分两色,效果明显不一样。学生在不知道实验结果的前提下,在老师启发下,通过实验设计、实验操作、思考分析得出结论。其探究性实验方法是:1.提出问题:用水冲洗、水轮能转动吗?转动快慢与哪些因素有关? 2.猜一猜； 3.制定研究计划（1）实验方法、对比法;（2）器材选用是:小水轮、水、水杯;（3）需要改变 的是:水冲的高度; 4.实验记录; 用水冲水轮转动快慢记录表 5.实验操作并收集证据,学生观察并轮流实验、作好记录; 6.分析与论证,师生共同分析论证、推断,得出结论; 7.总结和评价; 8.结合水力发电进行拓展与交流。 二、改进实验材料,选择“活性”材料为好 所谓“活性”材料,就是在大自然选取的有生命力的材料。它的音容笑貌未变,学生能直接感观,拓展新知。 如鄂教版五年级上册第9课《观察蛙在水中运动是蹼足的作用》。我们必须走出教室,去池塘或河边选择“活性”材料,亲眼目睹青蛙蹼足是怎样游泳的。同学们会瞪大眼睛,细心观察,从中去发现,了解蹼像船桨,是帮助游泳的。有的学生还发现蛙腹内充足气,以增强水面浮力,学生智力自然拓展,效果倍增,老师授课轻松,学生也感快乐。
向心力实验器验证向 心力公式 【目的和要求】 通过实验了解做圆周运动的物体所需要的向心力F与其质量m、转动半径R和转动角速度ω的关系，对向心力公式F＝mω2R进行实验验证。 【仪器和器材】 向心力实验器（B型），学生天平（J0104型），测力计（J2104型），游标卡尺，刻度尺。
B型向心力实验器的构造如图2．24－1所示。
【实验方法】 1．检查和调整仪器。 把向心力实验器按图安装之后应做如下检查和调整： （1）将弹簧与圆柱体分离，圆柱体在横杆上应能灵活滑动。 （2）检查横杆上的防脱螺母应该安全可靠，以防圆柱体或配重在旋转时从横杆上飞出。 （3）用手捻动捻轴，转动轴的转动应灵活。
（4）半径指示板位于不同位置时，圆柱体的凸柱均应能刮碰到发声片，两个发声片发出的声音应不同。 （5）转动横杆，让眼睛与横杆等高，分别从互相垂直的两个方向观察横杆，横杆应在水平面转动。如果横杆转动时忽上忽下，则圆柱体在运动中受到的向心力就不只是弹簧的弹力。 2．设定实验状态 （1）移动半径指示板，其两片发声片间的间隔至移动轴轴心
的距离则是我们设定的转动半径。根据半径的大小移动配重，使横杆转动时实验器能保持平稳。 （2）移动弹簧调节杆，设定使圆柱体在预定半径上做圆周运动的向心力。 （3）用手捻动捻轴，转动轴的转动应灵活。 （4）半径指示板位于不同位置时，圆柱体的凸柱均应能刮碰到发声片，两个发声片发出的声音应不同。
（5）转动横杆，让眼睛与横杆等高，分别从互相垂直的两个方向观察横杆，横杆应在水平面转动。如果横杆转动时忽上忽下，则圆柱体在运动中受到的向心力就不只是弹簧的弹力。 2．设定实验状态 （1）移动半径指示板，其两片发声片间的间隔至移动轴轴心的距离则是我们设定的转动半径。根据半径的大小移动配重，使横杆转动时实验器能保持平稳。
实验原理： 匀速转动手柄 1，可以使变速塔轮 2 和 3 以及长槽 4 和短槽 5小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂 6 的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒 7 下降，从而露出标尺 8。根据标尺 8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 实验目的 探究影响向心力大小的因素 实验方法 控制变量 探究过程 m 、ω 不变 改变半径 r ，则r 越大，向心力F 就越大 m 、r 不变 改变角速度ω，则ω越大，向心力F 就越大 r 、ω 不变 改变质量m ，则m 越大，向心力F 就越大 结论 物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量、半径、角速度都有关 练习1：用如图4所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关 (1)本实验采用的科学方法是________ A ．控制变量法 B ．累积法 C ．微元法 D ．放大法 (2)图示情景正在探究的是________． A ．向心力的大小与半径的关系 B ．向心力的大小与线速度大小的关系 C ．向心力的大小与角速度大小的关系 D ．向心力的大小与物体质量的关系 (3)通过本实验可以得到的结论是________． A ．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 B ．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比 C ．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 D ．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 (4)现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度大小的关系，下列做法正确的是 A ．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的钢球做实验 B ．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的钢球做实验 C ．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的钢球做实验 D ．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的钢球做实验 2.一物理兴趣小组利用学校实验室的数学实验系统探究物体做圆周运动时向心力与角速度、半径的关系. (1)首先，他们让一砝码做半径r ＝0.08 m 的圆周运动，数学实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F 和对应的角速度ω，如表，请你根据表中的数据在图5甲上绘出F －ω的关系图象． 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 F /N 2.42 1.90 1.43 0.97 0.76 0.50 0.23 0.06 ω/(rad·s －1 ) 28.8 25.7 22.0 18.0 15.9 13.0 8.5 4.3 批注 [1]: A 批注 [2]: D 批注 [3]: C 批注 [4]: A 批注 [5]:
初中物理实验的若干改进和创新 龙门镇初级中学杨丹 引言物理学是一门以观察和实验为主的科学,实验教学则是物理教学的一种重要手段，在初中物理教学中，根据初中学生的好奇心强、认知能力有限的特点，积极开展物理实验教学，不仅能培养学生的信息收集和整理等基本技能，而且可以培养学生观察能力、思维能力、动手能力以及终生学习和创新的意识，培养学生实事求是的科学态度，激发学生的学习热情。多年来，我在物理教学中通过对实验的不断探究、改进和实践，将教材中几个实验加以改进，达到了良好的教学效果。 一自制简易的实验器材是解决问题的根本途径 1 、自制简易的激光光源 光学实验中的激光光源灯泡很容易坏，也为老师的教学增加了不少麻烦。因此我试着自制了一个简易的激光光源，使整个光学实验顺利完成。方法如下：买一个玩具激光手电筒，在废灯泡芯上取一小段玻璃柱，将玻璃柱装在激光电筒的前盖内，适当调整玻璃柱的角度，一个实用的光源就做好了。 2 、自制浮沉子 演示浮沉条件时，课本上曾用鸡蛋与盐水做或用青霉素的瓶子加水做。在实际操作时前者操作复杂，后者根本不能实现。 我是这样制作的：取一个5cm左右的塑料笔盖，再取一个螺丝旋进笔盖内做配重，另一端用用气球上的橡皮膜扎住，然后放入盛有大半瓶水的矿泉水瓶中，盖紧瓶盖，不能漏气，手捏矿泉水瓶即可实现浮沉，同时可观察到橡皮膜发生形变，说明浮沉的原因。 3、自制灵敏度高的演示温度计 当使用温度计上演示实验课时，可见度非常差，我自制的演示温度计，不但可见性好，而且灵敏度高。用日光灯起辉器的铝质外壳做测温泡，在铝筒口上紧塞一只橡皮塞，塞子的中间钻一小孔，注入红色的墨水适量，再把一内径2-3mm的玻璃管紧插入孔内，并伸到接近底部的位置。在玻璃管背面衬上白色背景的刻度板，就可以做成一个灵敏度高的温度计。可用来演示蒸发吸热，比热容实验。 4.导体与绝缘体的相对性 用一个25W的白炽灯与一个白炽灯的废灯芯串联安在竖放的木板上，用插头接入220V的电压。当用酒精喷灯加热废灯芯到红热状态时，灯泡发光，停止加热，温度降低灯泡又熄灭。此实验应使
关键词：中学化学；实验改进；实验创新 提起实验改进、实验创新，一些教师不知从何下手，我认为：对于农村及老、少、边、穷等经济欠发达地区的中学来说，由于学校实验条件简陋、实验经费紧张，教师更多地应该关注的是如何用一些替代品来完成本来无条件完成的实验，如微型试验、用矿泉水瓶以及经过消毒处理的一次性注射器等来完成的某些实验，这些地区的教师们要尽量地想办法创造条件开足开全实验；对于实验条件较好的中学教师来说，可从多媒体技术与化学实验的整合、教材中现有的某些实验的改进、培养学生创新思维的探究性实验等方面出发，进一步开发和完善化学实验的教育功能。 在初中化学评优课会议上，有一位老师在讲《燃烧的条件》时，当她按教材中的设计进行白磷在水下（热水）燃烧的演示实验时，第一次没做成功，我想她之所以没做成功是因为在水下气流吹的白磷到处移动，氧气与白磷无法充分接触的缘故，她若把通气的导管改成倒扣的小漏斗罩在白磷上，然后再通氧气，实验就能很容易成功。我认为中学化学实验改进、实验创新就应该从这些教学中遇到的实际问题入手。 在第九届十省市中学化学实验教学创新研讨会上，有很多省市的作品很有创意，我认为这些好的作品对中学化学一线教师进行实验改进、实验创新有很大的启示，下面把我认为有创意并且比较实用的作品分类整理如下： 1.技术含量比较高的原创性的作品。如河北邯郸永年二中
（乡镇中学）曹治淮老师的《安全环保型气体发生器》，该作品已获国家专利。此装置是曹老师使用优质透明的PVC塑料薄膜、气门、接口热合而成。该装置能用于中学化学实验的十多种气体的快速制取、储存并能进行一些性质的实验，该装置价格低廉，操作简便，安全环保，便于携带，很适合农村及老、少、边、穷等经济欠发达地区的中学使用。 2.为了节约药品的微型试验。如云南省富源县一中的汤学周老师多年来研制、使用的《中学微型化学实验仪器》，该套装置比较好地解决了富源县一中的实验教学问题，。 3.利用废旧物品的实验。如云南省建水县建民中学的祁有金老师的《用矿泉水瓶解决西部贫困地区开展实验教学的探索与创新》，就是为了解决西部贫困地区的初中化学实验能够正常开展而想出的办法。据祁老师展示、介绍，用无毒、无害而生活中到处都有的塑料矿泉水瓶可代替化学实验中的好多仪器，如水槽、试管、烧杯、集气瓶、漏斗等，把大的矿泉水瓶从下半部剪开即是水槽，把小的矿泉水瓶剪开，下半部分即可作烧杯，上半部分可作漏斗，想往矿泉水瓶上安一个支管，利用塑料的热塑性，把一根玻璃管的一端在酒精灯上加热后往矿泉水瓶上一插即可，非常方便。祁老师介绍说：“用此办法可解决初中化学教材中85％的实验。他在大会上用矿泉水瓶制品演示的《二氧化碳的制取及性质实验》非常成功，赢得了与会专家和参会教师的尊敬和好评。 4.现代多媒体技术与化学实验的整合。如上海市风华中学陆