導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇單擺周期公式，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【準(zhǔn)備、猜想階段】

1．首先指導(dǎo)學(xué)生掛好“單擺”，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生明確：（l）實(shí)驗(yàn)必須保證擺角小于5°；（2）要掛好之后測(cè)擺長(zhǎng)，擺長(zhǎng)指懸點(diǎn)到球心之間的距離；（3）為減少測(cè)量周期的誤差，用累積法測(cè)單擺的周期且從擺過(guò)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)；（4）不能讓“單擺”作錐擺運(yùn)動(dòng)。

2．指導(dǎo)學(xué)生讓單擺振動(dòng)起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生觀察、討論、分析，讓學(xué)生大膽猜測(cè)決定單擺振動(dòng)周期的因素，在老師的啟發(fā)提問(wèn)下，總結(jié)猜想結(jié)果，影響單擺振動(dòng)周期的因素為：振幅、擺球質(zhì)量、擺長(zhǎng)、重力加速度以及空氣阻力。明確告訴學(xué)生，由于單擺在小角度下振動(dòng)，空氣阻力較小，可以忽略，從而說(shuō)明，本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯繂螖[的振動(dòng)周期與振幅、擺球質(zhì)量、擺長(zhǎng)及重力加速度的關(guān)系。

【探索、發(fā)現(xiàn)階段】

1．怎樣研究它們之間的關(guān)系呢？啟發(fā)同學(xué)回憶研究加速度與物體質(zhì)量及外力關(guān)系的方法，明確實(shí)驗(yàn)方法為控制變量法，即控制其他各量不變，研究周期與其中某量關(guān)系的方法，從而總結(jié)本實(shí)驗(yàn)有四個(gè)小實(shí)驗(yàn)：（l）研究周期與振幅的關(guān)系；（2）研究周期與擺球質(zhì)量的關(guān)系：（3）研究周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系；（4）研究周期與重力加速度的關(guān)系。

2．為使學(xué)生順利完成探索實(shí)驗(yàn)，可以發(fā)放探索實(shí)驗(yàn)提綱，并要求學(xué)生設(shè)計(jì)好紀(jì)錄表格。

（l）研究單擺振動(dòng)周期與振幅的關(guān)系：讓單擺擺動(dòng)，測(cè)出周期；再改變單擺的擺角（振幅），重測(cè)周期，比較它們是否相等。用兩個(gè)完全相同的單擺，固定在鐵架臺(tái)上使它們同時(shí)開(kāi)始做不同擺角的振動(dòng)，觀察它們的周期是否相同。

（2）研究單擺振動(dòng)周期與擺球質(zhì)量的關(guān)系：讓單擺振動(dòng)，測(cè)出周期；再改變擺球質(zhì)量，測(cè)出周期，比較它們是否相等。讓兩個(gè)擺長(zhǎng)相同、擺球質(zhì)量不同的擺，保證它們的擺角和相同同時(shí)擺動(dòng)，觀察比較它們的周期。

（3）研究振動(dòng)周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系：讓單擺振動(dòng)，測(cè)出周期：改變擺長(zhǎng)，重測(cè)幾次，比較它們的周期是否相等。

（4）研究單擺周期與重力加速度的關(guān)系：讓單擺振動(dòng)（擺球選鐵球），測(cè)出周期；再在懸點(diǎn)正下方放一強(qiáng)磁鐵（鐵球下放磁鐵相當(dāng)于重力加速度變大），讓擺球擺動(dòng)，測(cè)出周期，比較它們是否相等。

3．在學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論決定單擺振動(dòng)周期的因素，并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，最后給出單擺的周期公式。

【發(fā)展、應(yīng)用階段】

在探索、發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，下一節(jié)學(xué)生實(shí)驗(yàn)“用單擺測(cè)重力加速度”改為設(shè)計(jì)性學(xué)生實(shí)驗(yàn)。學(xué)生根據(jù)老師提供的器材，按照實(shí)驗(yàn)要求，合理選擇器材，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、測(cè)量的主要步驟及需要測(cè)量的物理量。

題：用實(shí)驗(yàn)室提供的下列器材：不同材料的擺球，長(zhǎng)100cm至120cm的擺線若干，帶鐵夾的鐵夾臺(tái)，秒表，米尺，游標(biāo)卡尺，量角器，測(cè)量本地區(qū)的重力加速度。

（l）簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路；

（2）簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)量的主要步驟與需要測(cè)量的物理量；

（3）用已知量和測(cè)得量表示重力加速度的計(jì)算式；

（4）通過(guò)測(cè)得量計(jì)算重力加速度的平均值。引伸1：用作圖法計(jì)算重力加速度：根據(jù)，作圖線，求出直線的斜率K，則重力加速度為

引伸2：若實(shí)驗(yàn)室提供的擺球是不規(guī)則的，你怎樣測(cè)量。

可以假設(shè)質(zhì)心處的半徑為r，取不同的懸線長(zhǎng)，，，，兩式綜合得：。

篇2

關(guān)鍵詞 重力加速度 單擺 精確度 修正

中圖分類號(hào)：Q311.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Pendulum Impact Factor Analysis and Revision

Formula of Acceleration of Gravity

WANG Zhixi， YANG Xiaorong， Dawa， JIA Yongzhang

（Department of Physics， Academy of Natural Sciences， Tibet University， Lhasa， Tibet 850000）

Abstract Analysis Pendulum impacting factor of acceleration of gravity ， the revised formula for measuring acceleration of gravity with simple pendulum experiment.

Key words acceleration of gravity； simple pendulum； impacting factor； revision

0 引言

單擺測(cè)重力加速度是物理學(xué)中較為簡(jiǎn)單和傳統(tǒng)的一種方法，但其實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性受到了實(shí)驗(yàn)和計(jì)算公式的影響，本文對(duì)影響單擺法測(cè)重力加速度的精確度進(jìn)行分析并對(duì)單擺法測(cè)重力加速度的計(jì)算公式加以修正。

1 單擺測(cè)重力加速度實(shí)驗(yàn)的影響因子分析

單擺法測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)原理①： = 4

將看做與的函數(shù)，由此可得到 （ ，） = 4 ，對(duì)該函數(shù)求全微分

= + = = （）

由此可知將看作常數(shù)則函數(shù) （ ，）只與、有關(guān)，故誤差來(lái)源于擺長(zhǎng)和時(shí)間周期，從上式可知周期對(duì)函數(shù) （ ，）的影響為主要因素。

1.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中儀器與操作的影響

設(shè)為擺線長(zhǎng)，為擺球的半徑，為小球的質(zhì)量，為擺線的質(zhì)量，考慮操作時(shí)擺球作圓錐運(yùn)動(dòng)和復(fù)擺效應(yīng)則單擺運(yùn)動(dòng)方程為：

（ + ）

= [ + + ]

解得近似解

（

= 2

= （ + ）[1 + （1 + + ）]

由上式可知擺線的質(zhì)量和長(zhǎng)度、擺球的質(zhì)量和半徑、擺角、實(shí)驗(yàn)的操作都影響著周期的測(cè)量，進(jìn)而影響對(duì)重力加速度的測(cè)量。

1.2 地球的高度及緯度對(duì)單擺測(cè)重力加速的影響

高度影響設(shè)擺球離地表面的高度為，地球的半徑為，地球的質(zhì)量為，擺球的質(zhì)量為，依據(jù)萬(wàn)有引力可知：②

擺球在地表的某一高度

= ，

由此 = ，

周期 = 2，

則擺球離地表高度時(shí)單擺的周期與的比值為

= = 1 + ，

由此可知隨著擺球離地面的高度的增大而增大。

緯度影響設(shè)地球某一點(diǎn)緯度為，測(cè)量重力加速的經(jīng)驗(yàn)公式為

= 9.78030（1 + 0.005302 + 0.0000072）?。

當(dāng) = 0時(shí)＃ 9.7803?，

周期 = 2，

則單擺在地球某一點(diǎn)緯度為的周期與的比值，

= = 9.78030，

由此可知重力加速度在[0，]的區(qū)間內(nèi)隨著緯度的增大而減小。

2 測(cè)量時(shí)對(duì)周期產(chǎn)生影響的項(xiàng)進(jìn)行修正③

擺線長(zhǎng)，忽略圓錐擺的影響，擺線的質(zhì)量，擺球的半徑，擺球的質(zhì)量。

2.1 復(fù)擺對(duì)周期的影響修正

依據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)定理可得

（ + ） = [ + + ]

當(dāng)很小時(shí)，≈，可解得該方程的近似解為

由此可得考慮到復(fù)擺對(duì)重力加速度修正為

2.2 擺角對(duì)周期的影響修正

設(shè)為任意時(shí)刻的擺角，由單擺的運(yùn)動(dòng)方程可知

=

解得方程的周期（擺角不是很?。?/p>

= {1 + + + …+}

由此可得考慮到擺角對(duì)重力加速度修正為

= {1 + + + …+}

2.3 空氣浮力對(duì)周期的影響修正

設(shè)空氣的阻力為，空氣的密度為，擺球的密度為，則（ + ） （ + ）= [ + + ]

解得該方程的近似解為

（浮力公式： = ）

由此可得考慮到空氣浮力對(duì)重力加速度修正為

2.4 阻尼運(yùn)動(dòng)周期的影響修正

設(shè)球所受空氣阻力為，空氣的黏度，物體運(yùn)動(dòng)的速度，阻尼因素，在雷諾數(shù)小于1的情況下，由斯托克斯公式可知：④

= （ = ）

其運(yùn)動(dòng)學(xué)方程可寫(xiě)為（≤5＃

+ = （ + ）

令 = ， = ，≈，

+ 2 + = 0

解得該方程的近似解

由此可得考慮到阻尼運(yùn)動(dòng)對(duì)重力加速度修正為

= （ + ）（） = （） +

2.5 總體修正

把復(fù)擺、擺角、浮力及阻尼運(yùn)動(dòng)對(duì)重力加速度修正綜合到一起考慮到 ， ，≤5X球緯度及高度Y作時(shí)錐形擺影響T去高次項(xiàng)可得重劣速度的修戰(zhàn)危

= {（）[2 + （ + ） + + ] + }（2 + + ）

3 總結(jié)

通過(guò)分析地球的緯度及高度、復(fù)擺、擺角、空氣浮力、阻尼運(yùn)動(dòng)和實(shí)驗(yàn)操作中對(duì)測(cè)重力加速度的影響，對(duì)重力加速度公式做了修正，使實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)在該修正公式下計(jì)算得更加精確。

注釋

① 孫丙西.單擺測(cè)重力加速度的修正公式[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005.20（6）.

② 梁紹榮等.普通物理學(xué)?力學(xué)（第3版）[M].北京：高等教育出版社，2005：135-137.

篇3

【關(guān)鍵詞】小組合作合作學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力重視評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)方法

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2012）03-0103-01

期越大，然后課本上又設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證單擺的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系，得出單擺的周期，這里只是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系，然后直接說(shuō)荷蘭物理學(xué)家惠更斯確

定了計(jì)算單擺周期的公式： ，其中l(wèi)為擺線的長(zhǎng)度，

g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。并沒(méi)有說(shuō)明該公式是如何得出來(lái)的，沒(méi)有理論推導(dǎo)過(guò)程，學(xué)生在學(xué)習(xí)該部分內(nèi)容時(shí)必然存在著很多的困惑，想不明白為什么單擺的周期公式會(huì)是這樣子的呢？

下面是課本上的一個(gè)截圖：

下面通過(guò)理論探究單擺周期、頻率公式的由來(lái)，我們這里討論的是理想情況，忽略一切阻力，擺球擺動(dòng)的角度小于50，現(xiàn)在我們來(lái)分析小球到達(dá)任意一個(gè)位置P點(diǎn)的受力情況，如上圖所示，將小球的重力沿著繩子的方向和垂直于繩子的方向進(jìn)行正交分解，其中G1與繩子的拉力F′抵消，那么小球受到的合外力就是F，根據(jù)幾何關(guān)系很容易得出：

（1）

在偏角很小時(shí)，擺球?qū)τ贠點(diǎn)的位移x的大小，與θ角所對(duì)的弧長(zhǎng)、θ角所對(duì)的弦都很近似相等，因而 ，所以單擺的回復(fù)力為：

根據(jù)牛頓第二定律可知：

（3）

而

（4）

由（2）（3）（4）三式聯(lián)立解得：

以上為理論探究單擺周期、頻率公式的由來(lái)，高中學(xué)生在數(shù)學(xué)里已經(jīng)初步學(xué)習(xí)到了微積分的知識(shí)，對(duì)這部分理論探究?jī)?nèi)容是可以理解的，希望本論文對(duì)于正在學(xué)習(xí)單擺這部分知識(shí)的高中生提供些許幫助。如果這里存在錯(cuò)誤和不妥之處，希望各位同仁提出批評(píng)和修改建議。

篇4

關(guān)鍵詞：?jiǎn)螖[； 測(cè)重力加速度； 視頻分析； Tracker

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）4-0056-2

單擺測(cè)重力加速度是高中物理中很重要的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)原理是通過(guò)測(cè)出單擺擺長(zhǎng)L和周期T，根據(jù)單擺的周期公式T=2π得出重力加速度。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)操作中多采用秒表手動(dòng)計(jì)時(shí)來(lái)測(cè)量周期T，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差要求至少測(cè)3次30～50個(gè)全振動(dòng)的時(shí)間取平均值。這種方式雖然能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、腳踏實(shí)地的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)，但測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)械重復(fù)，疲勞程度大。而且在實(shí)驗(yàn)中盡管注意力高度集中，由于個(gè)人反應(yīng)時(shí)間的差異導(dǎo)致同學(xué)們測(cè)量結(jié)果之間離散性大。本文從信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的角度出發(fā)，應(yīng)用視頻跟蹤分析與建模軟件Tracker捕捉擺球的運(yùn)動(dòng)，得到擺球的振動(dòng)曲線并擬合出振動(dòng)方程，從而得到振動(dòng)周期。這解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法中測(cè)量周期費(fèi)時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，結(jié)果離散性大的問(wèn)題。

1 Tracker軟件簡(jiǎn)介

Tracker軟件是一款免費(fèi)的視頻跟蹤分析和建模工具軟件，可以手動(dòng)或自動(dòng)跟蹤視頻中對(duì)象的位置、速度和加速度并動(dòng)態(tài)顯示。利用軟件強(qiáng)大的繪圖功能還可以實(shí)時(shí)得到相應(yīng)的圖像。通過(guò)錄制實(shí)驗(yàn)視頻，用軟件對(duì)一段視頻進(jìn)行定量分析，以簡(jiǎn)潔高效的數(shù)據(jù)分析手段揭示物理規(guī)律。這樣大大降低了實(shí)驗(yàn)成本，同時(shí)也可以拓展學(xué)生的視野增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣和參與度。

2 實(shí)驗(yàn)操作

2.1 視頻的錄制

實(shí)驗(yàn)視頻的錄制可以使用普通攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、手機(jī)等設(shè)備。在實(shí)驗(yàn)視頻錄制的過(guò)程中應(yīng)盡量保證鏡頭與實(shí)驗(yàn)平面垂直并穩(wěn)定，建議使用三腳架固定錄制設(shè)備。為了便于軟件準(zhǔn)確捕捉運(yùn)動(dòng)對(duì)象，應(yīng)使用與研究對(duì)象顏色反差大的背景。用圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并錄制視頻。

2.2 視頻分析

啟動(dòng)Tracker軟件，將錄制的實(shí)驗(yàn)視頻導(dǎo)入。用軟件的播放功能對(duì)視頻進(jìn)行回放，確定視頻分析的起始幀和結(jié)束幀。添加直角坐標(biāo)系并將坐標(biāo)原點(diǎn)拖動(dòng)到擺球球心處，如圖2所示。

創(chuàng)建一個(gè)質(zhì)點(diǎn)對(duì)象，按下Ctrl+Shift鍵，將出現(xiàn)的白色圓形光標(biāo)定位到標(biāo)記位置，鼠標(biāo)單擊后將彈出“Autotracker”對(duì)話框。在對(duì)話框中點(diǎn)擊“搜索”，軟件將自動(dòng)追蹤目標(biāo)的位置，并實(shí)時(shí)記錄位移與時(shí)間數(shù)據(jù)，自動(dòng)描繪出位移-時(shí)間圖像（如圖3所示）。數(shù)據(jù)采集完畢，軟件自動(dòng)繪出x-t圖像（如圖4所示）。

2.3 圖像分析及擬合

雙擊x-t圖像進(jìn)入數(shù)據(jù)工具界面，點(diǎn)擊“Analyze”按鈕，勾選“擬合”選項(xiàng)。由于單擺振動(dòng)方程是x=Asin（ωt+φ），所以我們選擇正弦曲線擬合。調(diào)整參數(shù)，使擬合的曲線與圖像重合，從而得到振動(dòng)方程，通過(guò)T=算出單擺的周期。如圖5所示。

3 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變擺長(zhǎng)測(cè)出5組數(shù)據(jù)。如表1所示。

4 總 結(jié)

用Tracker軟件分析單擺實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)既可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，又可以使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不產(chǎn)生厭倦心理，同時(shí)有助于開(kāi)闊學(xué)生眼界，并從圖像、方程等多種途徑來(lái)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使學(xué)生能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有更深入的理解。而且Tracker軟件對(duì)視頻拍攝設(shè)備要求不高，能方便師生發(fā)現(xiàn)生活中的物理現(xiàn)象探尋物理規(guī)律，是信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的一個(gè)有效的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐忠岳，余杰，曾裕.Tracker軟件在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)教育信息化，2014（12）：75―78.

[2]王鑫慧，楊虹，等.多元方法研究單擺運(yùn)動(dòng)特性[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2015（1）：48―50.

篇5

(一)復(fù)稱法――稱衡物體質(zhì)量的又一種方法

實(shí)驗(yàn)器材：物理天平，待測(cè)物。

實(shí)驗(yàn)原理：利用物理天平將待測(cè)物稱衡兩次，一次放在左盤(pán)，一次放在右盤(pán)，由于兩臂長(zhǎng)度不等，則在兩種情況下稱得的質(zhì)量略有差別，以L 、L 分別表示橫梁左右臂的長(zhǎng)度，M 、M 分別表示兩次稱衡的質(zhì)量，設(shè)M為稱衡物的實(shí)際質(zhì)量，由杠桿原理得：

復(fù)稱法消除了天平由于兩臂不完全相等所帶來(lái)的系統(tǒng)誤差，通過(guò)交換稱衡的處理方法，繞過(guò)天平兩臂的實(shí)際長(zhǎng)度，達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)精確度的測(cè)量目的。

注意事項(xiàng)：

（1）按天平的使用規(guī)則調(diào)節(jié)天平至正常工作狀態(tài)。（2）注意游碼的增減總作用在右盤(pán)上。

（二）差值法――測(cè)定重力加速度

實(shí)驗(yàn)器材：?jiǎn)螖[架（附有標(biāo)尺）單擺球、細(xì)線、三角板、秒表。

實(shí)驗(yàn)原理：（1）考慮到擺球的球心位置不便確定，可采用確定擺長(zhǎng)差的辦法。(2)將三角板的一直角邊輕貼懸掛的小球下端點(diǎn)，另一直角邊靠近標(biāo)尺，設(shè)標(biāo)尺的讀數(shù)為l ，測(cè)得對(duì)應(yīng)的振動(dòng)周期為T1。(3)縮短擺線再測(cè)量。

設(shè)新讀數(shù)為l ，測(cè)得對(duì)應(yīng)的周期為T ，由單擺的周期公式得：

T =2π( ) ，T =2π( ) ，式中r為小球半徑，

則g= 。

注意事項(xiàng)：

(1)單擺架調(diào)整垂直。(2)保持懸點(diǎn)在擺動(dòng)中位置不變。(3)擺動(dòng)應(yīng)在豎直面內(nèi)并防止小球旋轉(zhuǎn)，擺角不宜過(guò)大。

(三)漸近法――測(cè)定單擺周期

實(shí)驗(yàn)器材：?jiǎn)螖[架，小球、細(xì)線、秒表。

實(shí)驗(yàn)原理：(1)測(cè)量單擺30個(gè)周期的累計(jì)值t。則單擺周期第一個(gè)近似值為T = 。(2)估算100個(gè)周期的累計(jì)值t。(3)使單擺擺動(dòng)，當(dāng)擺動(dòng)沿某個(gè)方向通過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至計(jì)時(shí)接近t時(shí)，右同方向通過(guò)平衡位置的瞬間停止計(jì)數(shù)，測(cè)出t 。(4)根據(jù)第一次周期的近似值T ，求出t 對(duì)應(yīng)的振動(dòng)次數(shù)N = 。(5)計(jì)算周期的第二次近似值T = 。(6)重復(fù)以上步聚，多次測(cè)量，結(jié)果將逐漸逼近真值。

(四)自準(zhǔn)法――測(cè)凸透鏡焦距

實(shí)驗(yàn)器材：光具座、光源、物屏、凸透鏡、圓形透光屏、觀測(cè)屏、參照物、平面鏡、刻度尺、手電筒。

實(shí)驗(yàn)原理：位于凸透鏡焦點(diǎn)上的物體發(fā)出的光，經(jīng)透鏡折射后成為平行光，若用一平面鏡M把這一束光反射回來(lái)，再經(jīng)過(guò)原透鏡必成像于原焦點(diǎn)處，利用調(diào)節(jié)透鏡本身的位置，使其產(chǎn)生平行光，以達(dá)到調(diào)焦的目的。

在光具座上布置好光路，移動(dòng)透鏡，當(dāng)物屏與透鏡間距剛好等于透鏡焦距時(shí)，由平面鏡反射回來(lái)的光經(jīng)透鏡后在物屏上成一倒立與原物大小相等的實(shí)像，這時(shí)分別讀出物與透鏡位置x 及x ，即得焦距f=|x -x |。

注意事項(xiàng)：

(1)在光具座上調(diào)節(jié)各光學(xué)元件之間共軸同高，調(diào)節(jié)分目測(cè)、粗調(diào)、細(xì)調(diào)三步。(2)調(diào)節(jié)倒立等大實(shí)像應(yīng)成像清晰，以減少誤差。（3）多次測(cè)量取平均值。

(五)混合法――測(cè)定冰的溶解熱L

基本方法：把待測(cè)系統(tǒng)A和一個(gè)已知其熱容的系統(tǒng)B混合起來(lái)，形成一個(gè)新的近似絕熱系統(tǒng)，這樣A(或B)所放出的熱量全部被B(或A)吸收，這時(shí)B系統(tǒng)所吸收的熱量可由其溫度的改變?chǔ)和比熱容C計(jì)算出來(lái)，即Q=CΔtM，故待測(cè)系統(tǒng)A在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所傳遞的熱量也就是Q，由此可求得待測(cè)的物理量。

具體操作如下：

實(shí)驗(yàn)器材：物理天平、量熱器(含攪拌器C =0.385J/g℃)、溫度計(jì)、待測(cè)物(冰塊)、冷水(C=4.186J/g℃)、熱水、鑷子、毛巾、吸水紙。

實(shí)驗(yàn)原理：(1)稱出量熱器內(nèi)筒和攪拌器的總質(zhì)量m 。(2)將熱水(較室溫高出約5℃)約100g裝入量熱器，第二次稱量熱器，確定水的質(zhì)量m，并記下水的初溫t 。(3)將一塊冰(約20g)用鑷子小心放入水中。(4)小心攪拌，待冰全部溶解后，讀出水的質(zhì)量數(shù)據(jù)處理：M克的冰溶解后的水由0℃到t℃所吸熱量為Q =LM+CMt，m 克的量熱器(含攪拌器)和它所裝的m克冰，從t ℃到t℃所放熱量Q =(m C +mC)(t -t)，由熱平衡條件得Q =Q ，則L= -Ct。

注意事項(xiàng)：

(1)實(shí)驗(yàn)中使水的初溫t 高于室溫，則系統(tǒng)向外傳遞熱量，當(dāng)投入適量的冰塊溶解后，系統(tǒng)溫度低于室溫時(shí)系統(tǒng)從外界吸收熱量，這一失一得使系統(tǒng)接近絕熱。(2)當(dāng)冰塊投入后，溫度開(kāi)始下降，下降到平衡點(diǎn)t時(shí)便不再下降，而系統(tǒng)從外界吸收熱量而使溫度回升，平衡點(diǎn)的溫度應(yīng)確定為溫度的回升點(diǎn)。(3)冰塊適量，不能有冰塊和水共存的狀態(tài)。(4)整個(gè)過(guò)程應(yīng)保持冰、水質(zhì)量的穩(wěn)定，如防止水濺出等。

篇6

一、力的等效

當(dāng)幾個(gè)力的作用效果與一個(gè)力的作用效果相同時(shí)，便可用這一個(gè)力來(lái)代替其他幾個(gè)力的作用效果，這便是力的等效原理，如等效重力，等效電場(chǎng)力等。

例1.如圖所示，一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線上端固定，下端有一個(gè)質(zhì)量為m的小球，將它們置于一個(gè)足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向水平向右，已知Eq=mg，求小球擺動(dòng)的周期。

解析：物體受到豎直向下的重力，水平向右的電場(chǎng)力，繩子的拉力，其中重力與電場(chǎng)力的合力大小、方向始終沒(méi)有發(fā)生變化， = ，就好像有一個(gè)力場(chǎng)存在，其中等效力場(chǎng)重力加速度gˊ= ，把gˊ= 帶入單擺周期公式，即可計(jì)算結(jié)果： T=

二、長(zhǎng)度的等效

在有些物理問(wèn)題中，物體的實(shí)際長(zhǎng)度對(duì)物理計(jì)算并不起決定作用，起作用的是它在某個(gè)方向的投影。比較典型的例子是計(jì)算安培力，電磁感應(yīng)，等效單擺。

例2.如圖所示，兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線平行放置，中間放有一個(gè)半徑為r=0.5m的半圓形導(dǎo)線，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)線所在的平面，整個(gè)裝置通有I=5A的電流，求半圓形導(dǎo)線所受的安培力。

解析：通電導(dǎo)線所受安培力 ，其中L=2r，所以

例3.如圖是一個(gè)雙線擺，兩個(gè)線的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，擺線與水平面夾角為α，求雙線擺的周期？

解析：如圖所示的雙線擺中，等效擺長(zhǎng)為L(zhǎng)ˊ= L ，把它帶入單擺的周期公式，

三、物理過(guò)程的等效

在處理某些復(fù)雜物理過(guò)程時(shí)，如果能換一個(gè)角度去分析，如把已有的物理過(guò)程反過(guò)來(lái)用等效處理，往往會(huì)簡(jiǎn)化思路。例如豎直上拋與自由落體，剎車過(guò)程與啟動(dòng)過(guò)程。

例4，一輛汽車初速度為20m/s，以大小為 的加速度剎車，求剎車最后一秒所走的路程？

篇7

一、 選擇題易考知識(shí)點(diǎn)

針對(duì)考點(diǎn)，我們可梳理出如下可能在選擇題出現(xiàn)的內(nèi)容：

1. 受迫振動(dòng)和共振 2. 波的干涉和衍射 3. 多普勒效應(yīng) 4. 電磁波譜、電磁波及其應(yīng)用 5. 光的干涉、衍射和偏振 6. 激光的特性及應(yīng)用 7. 狹義相對(duì)論的基本假設(shè)、狹義相對(duì)論時(shí)空觀與經(jīng)典時(shí)空觀的區(qū)別

8. 同時(shí)的相對(duì)性、長(zhǎng)度的相對(duì)性、質(zhì)能關(guān)系.

例1 下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. 人耳能聽(tīng)見(jiàn)的聲波比超聲波更易發(fā)生衍射

B. 麥克斯韋預(yù)言并用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在

C. 利用激光平行度好的特點(diǎn)可以測(cè)量月球到地球的距離

D. 單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)周期與單擺的擺長(zhǎng)有關(guān)

解析 只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不大，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，人耳能聽(tīng)見(jiàn)的聲波比超聲波長(zhǎng)，選項(xiàng)A正確；根據(jù)物理學(xué)史可知，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；激光由于平行度好，所以在傳播很遠(yuǎn)的距離后仍能保持一定的強(qiáng)度，選項(xiàng)C正確；不管系統(tǒng)的固有周期如何，受迫振動(dòng)的周期總等于驅(qū)動(dòng)力的周期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

答案 AC

例2 下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. X射線的頻率比無(wú)線電波的頻率高

B. 用同一裝置觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象，藍(lán)光的相鄰條紋間距比紅光的大

C. 根據(jù)狹義相對(duì)論，地面上的人看到高速運(yùn)行的列車比靜止時(shí)變短且矮

D. 觀察者相對(duì)于頻率一定的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到聲波的頻率可能發(fā)生變化

解析 根據(jù)電磁波譜可知，頻率由低到高為：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線，選項(xiàng)A正確；對(duì)于同一裝置，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的波相鄰的條紋間距越大，藍(lán)光的波長(zhǎng)比紅光短，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由狹義相對(duì)論，一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小，但在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上，桿的長(zhǎng)度沒(méi)有變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)，接收到的波的頻率都會(huì)發(fā)生變化，如果相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但距離保持不變（如圓周運(yùn)動(dòng)），則不發(fā)生變化，選項(xiàng)D正確.

答案 AD

點(diǎn)評(píng) 基本概念應(yīng)進(jìn)行多遍閱讀，并通過(guò)習(xí)題來(lái)進(jìn)行鞏固及深化理解，爭(zhēng)取在高考中做到萬(wàn)無(wú)一失，取得理想的成績(jī).

二、 填空、計(jì)算題易考知識(shí)點(diǎn)

1. 機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波問(wèn)題

（1） 簡(jiǎn)諧振動(dòng)

例3 （2011?江蘇）將一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛，下端系上質(zhì)量為m的物塊，將物塊向下拉離平衡位置后松開(kāi)，物塊上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)周期恰好等于以物塊平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為擺長(zhǎng)的單擺周期.請(qǐng)由單擺的周期公式推算出該物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T.

解析 由單擺周期公式T=2π 且kL=mg，解得T=2π .

答案 2π

（2） 振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像

例4 （2008?江蘇）一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t=0時(shí)刻的波形如圖1甲所示. 圖1甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖1乙所示.

質(zhì)點(diǎn)N的振幅是______m，振動(dòng)周期為_(kāi)_____s，圖1乙表示質(zhì)點(diǎn)______（從質(zhì)點(diǎn)K、L、M、N中選填）的振動(dòng)圖象. 該波的波速為_(kāi)_____m/s.

解析 從甲、乙圖可看出波長(zhǎng)λ=2.0 m，周期T=4 s，振幅A=0.8 m；乙圖中顯示t=0時(shí)刻該質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置向上振動(dòng)，再結(jié)合甲波形，處于平衡位置的有N、L兩點(diǎn)，圖中波向x軸正方向傳播，則L質(zhì)點(diǎn)正在平衡位置向上振動(dòng)、N質(zhì)點(diǎn)正在平衡位置向下振動(dòng)，故它表示質(zhì)點(diǎn)L的振動(dòng)圖象. 由波速公式得v=λ/T=0.5 m/s.

答案 0.8 4 L 0.5

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于振動(dòng)圖像及波動(dòng)圖像，一方面要注意它們的區(qū)別，另一方面應(yīng)結(jié)合兩者來(lái)進(jìn)行解題，因?yàn)椴徽撌钦駝?dòng)圖像還是波動(dòng)圖像，我們都能從中獲取較多解題信息，如從振動(dòng)圖像中獲取周期、振幅、質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻的位移等，從波動(dòng)圖像中獲取波長(zhǎng)、波的傳播方向、質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向等.

2. 幾何光學(xué)

例5 （2011?海南）一賽艇停在平靜的水面上，賽艇前端有一標(biāo)記P離水面的高度為h1=0.6 m，尾部下端Q略高于水面；賽艇正前方離賽艇前端s1=0.8 m處有一浮標(biāo)，如圖2所示. 一潛水員在浮標(biāo)前方s2=3.0 m處下潛到深度為h2=4.0 m時(shí)，看到標(biāo)記剛好被浮標(biāo)擋住，此處看不到船尾端Q；繼續(xù)下潛Δh=4.0 m，恰好能看見(jiàn)Q. 求：

（1） 水的折射率n；

（2） 賽艇的長(zhǎng)度l. （可用根式表示）

解析 （1） 根據(jù)題意畫(huà)出如圖3所示的示意圖，設(shè)過(guò)P點(diǎn)光線恰好被浮子擋住時(shí)，入射角、折射角分別為i、γ，則由幾何知識(shí)得：

sin i= =0.8， ①

sin γ= =0.6， ②

根據(jù)折射定律得折射率有：

n= . ③

由①②③得：

n= .

（2） 潛水員和Q點(diǎn)連線與豎直方向的夾角剛好為臨界角C，則

sin C= = ， ④

tan C= .⑤

由④⑤得：l= -3.8≈3.3 m.

答案 （1） n= ；

（2） l= -3.8≈3.3 m.

例6 （2010?福建）某同學(xué)利用“插針?lè)ā睖y(cè)定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行. 正確操作后，作出的光路圖及測(cè)出的相關(guān)角度如圖4所示.

①此玻璃的折射率計(jì)算式為n＝_______（用圖中的θ1、θ2表示）；

②如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度_____（填“大”或“小”）的玻璃磚來(lái)測(cè)量.

解析 根據(jù)折射定律知

n＝ ＝ .

玻璃磚寬度大，可以減小光路的作圖誤差，從而減小n的測(cè)量誤差.

答案 ① 或 ②大

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵要注意入射角、折射角是光線與法線的夾角而不是與界面的夾角. 解決幾何光學(xué)問(wèn)題也要養(yǎng)成良好的習(xí)慣. 力學(xué)中強(qiáng)調(diào)受力分析，幾何光學(xué)中強(qiáng)調(diào)光路圖. 不畫(huà)光路圖或者畫(huà)不對(duì)是解決此類問(wèn)題最大的失分點(diǎn)，因而此部分畫(huà)光路圖是關(guān)鍵.

鞏固訓(xùn)練

1. 下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比γ射線更強(qiáng)

B. 全息照相利用了激光相干性好的特性

C. 紅光由空氣進(jìn)入水中，波長(zhǎng)變長(zhǎng)、顏色不變

D. 照相機(jī)、攝影機(jī)鏡頭表面涂有增透膜，利用了光的薄膜干涉原理

2. 下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是縱波

B. 單縫衍射中，縫越寬，衍射現(xiàn)象越明顯

C. 光導(dǎo)纖維傳播光信號(hào)利用了光的全反射原理

D. 根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)，遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紅光被地球接收到時(shí)可能是紅外線

3. 慣性系S中有一邊長(zhǎng)為l的正方形（如選項(xiàng)A所示），從相對(duì)S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測(cè)得該正方形的圖象是

（ ）

4. 兩個(gè)同學(xué)利用假期分別去參觀北京大學(xué)和南京大學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)室，各自在那里利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確地探究了“單擺的周期T與擺長(zhǎng)L的關(guān)系”，他們通過(guò)校園網(wǎng)交換實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)繪制了T2-L圖象，如圖6甲所示. 去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是______（選填“A”或“B”）. 另外，在南大做探究的同學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制了兩種單擺的振動(dòng)圖象（如圖6乙），由圖可知，兩單擺擺長(zhǎng)之比 =______.

5. 圖7所示實(shí)線是簡(jiǎn)諧橫波在t1=0時(shí)刻的波形圖象，虛線是t2=0.2 s時(shí)刻的波形圖象，試回答：若波沿x軸正方向傳播，則它的最大周期為_(kāi)_____s；若波的傳播速度為55 m/s，則波的傳播方向是沿x軸______方向（填“正”或“負(fù)”）.

6. 圖8甲所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖8乙所示，則這列波的傳播速度_____ m/s，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程為y=______cm.

7. 如圖9所示，折射率n= 的半圓形玻璃磚置于光屏MN的上方，其平面AB到MN的距離為h=10 cm. 一束單色光沿圖示方向射向圓心O，經(jīng)玻璃磚后射到光屏上的O′點(diǎn). 現(xiàn)使玻璃磚繞圓心O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，光屏上的光點(diǎn)將向哪個(gè)方向移動(dòng)？光點(diǎn)離O′點(diǎn)最遠(yuǎn)是多少？

參考答案

1. BD 2. CD 3. C

4. B

解析：在T2-L的圖象中，斜率k＝4π2/g，斜率越大，g越小，所以去北大的同學(xué)對(duì)應(yīng)的圖線是B；由圖乙知Ta＝ s，Tb＝2 s，則根據(jù)T＝2π ，得出 ＝ 2＝ 2＝ .

5. 0.8 負(fù)

解析：若波沿x軸正方向傳播，則它的周期滿足：t2-t1= ＋nT. （式中n=1，2，3，…）最大周期滿足：t2-t1= T. 則Tm=4（t2-t1）=0.8 s.

若波沿x軸正方向傳播，波的傳播速度為v= = =（5＋20n）m/s. （式中n=1，2，

3，…）若波沿x軸負(fù)方向傳播，波的傳播速度為v= = =（15＋20n） m/s. （式中n=1，2，3，…）

因?yàn)関=55 m/s，故波的傳播方向是沿x軸負(fù)方向.

6. 2 m/s，y=8sin 0.5πt

解析：由甲圖得波長(zhǎng)為λ=8 m，由乙圖可得周期為T=4 s，由公式v= 得：v=2 m/s；質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程表達(dá)式為y=Asin2πft，對(duì)于質(zhì)點(diǎn)P的振幅為8 cm，頻率f= =0.25 Hz，可得質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程為y=8sin 0.5πt.

7. 光屏上的光點(diǎn)將向右移動(dòng).

如圖10，設(shè)玻璃磚轉(zhuǎn)過(guò)α角時(shí)光點(diǎn)離O′點(diǎn)最遠(yuǎn)，記此時(shí)光點(diǎn)位置為A，此時(shí)光線在玻璃磚的平面上恰好發(fā)生全反射，臨界角為C. 由折射定律有sin C= .

篇8

一、主要內(nèi)容

本章內(nèi)容包括機(jī)械振動(dòng)、回復(fù)力、振幅、周期、頻率、簡(jiǎn)諧振動(dòng)、受迫振動(dòng)、共振、機(jī)械波、波長(zhǎng)、波速、橫波、縱波、波的干涉和衍射等基本概念，以及單擺振動(dòng)的周期規(guī)律、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律、波的圖像、波長(zhǎng)和頻率與波速之間的關(guān)系等規(guī)律。

二、基本方法

本章中所涉及到的基本方法有：由于振動(dòng)和波動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律較為復(fù)雜，且限于中學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的水平，因此對(duì)于這部分內(nèi)容不可能像研究直線運(yùn)動(dòng)、平拋、圓周運(yùn)動(dòng)那樣從運(yùn)動(dòng)方向出發(fā)描述和研究物體的運(yùn)動(dòng)，而是利用圖象法對(duì)物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及振動(dòng)在介媒中的傳播過(guò)程進(jìn)行描述與研究。圖像法具有形象、直觀等優(yōu)點(diǎn)，其中包含有豐富的物理信息，在學(xué)習(xí)時(shí)同學(xué)們要注意加以體會(huì);另外，在研究單擺振動(dòng)的過(guò)程中，對(duì)于單擺所受的回復(fù)力特點(diǎn)的分析，采取了小擺角的近似的處理，這是一種理想化物理過(guò)程的方法。

三、錯(cuò)解分析

在本章知識(shí)應(yīng)用的過(guò)程中，初學(xué)者常犯的錯(cuò)誤主要表現(xiàn)在：對(duì)于諸如機(jī)械振動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、受迫振動(dòng)、共振、阻尼振動(dòng)、等幅振動(dòng)等眾多的有關(guān)振動(dòng)的概念不能深刻的理解，從而造成混淆;不能從本質(zhì)上把握振動(dòng)圖象和波的圖象的區(qū)別和聯(lián)系，這主要是由于振動(dòng)的圖象與波的圖象形式上非常相似，一些學(xué)生只注意圖象的形狀，而忽略了圖象中坐標(biāo)軸所表示的物理意義，因此造成了將兩個(gè)圖象相混淆。另外，由于一些學(xué)生對(duì)波的形成過(guò)程理解不夠深刻，導(dǎo)致對(duì)于波在傳播過(guò)程中時(shí)間和空間的周期性不能真正的理解和把握;由于干涉和衍射的發(fā)生條件、產(chǎn)生的現(xiàn)象較為抽象，所以一些學(xué)生不能準(zhǔn)確地把握相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容，表現(xiàn)為抓不住現(xiàn)象的主要特征、產(chǎn)生的條件混淆不清。

例1 一個(gè)彈簧振子，第一次被壓縮x后釋放做自由振動(dòng)，周期為T1，第二次被壓縮2x后釋放做自由振動(dòng)，周期為T2，則兩次振動(dòng)周期之比T1∶T2為 [ ]

A.1∶1 B.1∶2

C.2∶1 C.1∶4

「錯(cuò)解 壓縮x時(shí)，振幅為x，完成一次全振動(dòng)的路程為4x.壓縮2x時(shí)，振幅即為2x，完成一次全振動(dòng)的路程為8x.由于兩種情況下全振動(dòng)的路程的差異，第二次是第一次的2倍。所以，第二次振動(dòng)的周期一定也是第一次的2倍，所以選B.

「錯(cuò)解原因 上述解法之所以錯(cuò)誤是因?yàn)榘颜褡拥倪\(yùn)動(dòng)看成是勻速運(yùn)動(dòng)或加速度恒定的勻加速直線運(yùn)動(dòng)了。用了勻速或勻加速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。說(shuō)明這些同學(xué)還是沒(méi)有掌握振動(dòng)的特殊規(guī)律。

「分析解答 事實(shí)上，只要是自由振動(dòng)，其振動(dòng)的周期只由自身因素決定，對(duì)于彈簧振子而言，就是只由彈簧振子的質(zhì)量m和彈簧的勁度系數(shù)k決定的，而與形變大小、也就是振幅無(wú)關(guān)。所以只要彈簧振子這個(gè)系統(tǒng)不變(m，k不變)，周期就不會(huì)改變，所以正確答案為A.

「評(píng)析 本題給出的錯(cuò)解是初學(xué)者中最常見(jiàn)的錯(cuò)誤。產(chǎn)生這一錯(cuò)誤的原因是習(xí)慣于用舊的思維模式分析新問(wèn)題，而不善于抓住新問(wèn)題的具體特點(diǎn)，這反映了學(xué)習(xí)的一種思維定勢(shì)。只有善于接受新知識(shí)、新方法，并將其運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題中去，才能開(kāi)闊我們分析、解決問(wèn)題的思路，防止思維定勢(shì)。

例2 一個(gè)單擺，如果擺球的質(zhì)量增加為原來(lái)的4倍，擺球經(jīng)過(guò)平

A.頻率不變，振幅不變 B.頻率不變，振幅改變

C.頻率改變，振幅不變 D.頻率改變，振幅改變

「錯(cuò)解 錯(cuò)解一：因?yàn)閱螖[的周期(頻率)是由擺長(zhǎng)l和當(dāng)?shù)刂?/p>

變(指平衡位置動(dòng)能也就是動(dòng)能)，由機(jī)械能守恒可知，勢(shì)能也不變。所以振幅也不變，應(yīng)選A.

而振幅與質(zhì)量、速度無(wú)關(guān)(由上述理由可知)所以振幅不變，應(yīng)選C.

錯(cuò)解三：認(rèn)為頻率要改變，理由同錯(cuò)解二。而關(guān)于振幅的改變與否，除了錯(cuò)解一中所示理由外，即總能量不變，而因?yàn)橹亓?shì)能EP=mgh，EP不變，m變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，h一定變小了，即上擺到點(diǎn)的高度下降了，所以振幅要改變，應(yīng)選D.

「錯(cuò)解原因 此題主要考查決定單擺頻率(周期)和振幅的是什么因素，而題中提供了兩個(gè)變化因素，即質(zhì)量和速度，到底頻率和振幅與這兩個(gè)因素有沒(méi)有關(guān)系。若有關(guān)系，有什么關(guān)系，是應(yīng)該弄清楚的。

而錯(cuò)解二和錯(cuò)解三中都認(rèn)為頻率不變，這是因?yàn)闉椴磺宄Q定單擺的因素是擺長(zhǎng)l和當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭，而與擺球質(zhì)量及運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的速度無(wú)關(guān)。

錯(cuò)解二中關(guān)于頻率不變的判斷是正確的，錯(cuò)誤出現(xiàn)在后半句的結(jié)論上。判斷只從能量不變?nèi)タ?，?dāng)E總不變時(shí)，EP=mgh，m變大了，h一定變小。說(shuō)明有些同學(xué)考慮問(wèn)題還是不夠全面。

「分析解答 (1)實(shí)際上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們已經(jīng)了解到，決定單

單擺的周期與質(zhì)量無(wú)關(guān)，與單擺的運(yùn)動(dòng)速度也無(wú)關(guān)。當(dāng)然，頻率也與質(zhì)量和速度無(wú)關(guān)，所以不能選C，D.

(2)決定振幅的是外來(lái)因素。反映在單擺的運(yùn)動(dòng)中，可以從能量去觀察，從上面分析我們知道，在平衡位置(即最低點(diǎn))時(shí)的動(dòng)能EK

的重力勢(shì)能也不變。但是由于第二次擺的質(zhì)量增大了(實(shí)際上單擺已經(jīng)變成另一個(gè)擺動(dòng)過(guò)程了)，勢(shì)能EP=mgh不變，m大了，h就一定變小了，也就是說(shuō)，振幅減小了。因此正確答案應(yīng)選B.

「評(píng)析 本題的分析解答提醒我們，一是考慮要全面，本題中m，v兩因素的變化對(duì)確定的單擺振動(dòng)究竟會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響，要進(jìn)行全面分析;二是分析問(wèn)題要有充分的理論依據(jù)，如本題中決定單擺振動(dòng)的頻率

例3 如圖6-1所示，光滑圓弧軌道的半徑為R，圓弧底部中點(diǎn)為O，兩個(gè)相同的小球分別在O正上方h處的A點(diǎn)和離O很近的軌道B點(diǎn)，現(xiàn)同時(shí)釋放兩球，使兩球正好在O點(diǎn)相碰。問(wèn)h應(yīng)為多高?

「錯(cuò)解 對(duì)B球，可視為單擺，延用單擺周期公式可求B球到達(dá)O點(diǎn)的時(shí)間：

對(duì)A球，它做自由落體運(yùn)動(dòng)，自h高度下落至O點(diǎn)

「錯(cuò)解原因 上述答案并沒(méi)有完全錯(cuò)，分析過(guò)程中有一點(diǎn)沒(méi)有考慮，即是振動(dòng)的周期性，因?yàn)锽球在圓形軌道上自B點(diǎn)釋放后可以做往

上述解答漏掉一些解，即上述解答只是多個(gè)解答中的一個(gè)。

對(duì)B球振動(dòng)周期

到達(dá)O點(diǎn)的時(shí)間為

顯然，前面的解僅僅是當(dāng)n=0時(shí)的其中一解而已。

「評(píng)析 在解決與振動(dòng)有關(guān)的問(wèn)題時(shí)，要充分考慮到振動(dòng)的周期性，由于振動(dòng)具有周期性，所以此類問(wèn)題往往答案不是一個(gè)而是多個(gè)。

例4 水平彈簧振子，每隔時(shí)間t，振子的位移總是大小和方向都相

「錯(cuò)解 1.首先排除A，認(rèn)為A是不可能的。理由是：水平彈簧振子的運(yùn)動(dòng)軌跡可簡(jiǎn)化為如圖6-2，O為平衡位置，假設(shè)計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)，振子位于A點(diǎn)，每隔時(shí)間t，振子的位移總是大小和方向都相同，所以t

B之間非A即B點(diǎn)，而這兩點(diǎn)距平衡位置都等于振幅，所以加速度都等

所以振子的動(dòng)能總是相同的，所以選C是對(duì)的。

同的，都等于振幅，所以D是對(duì)的。

綜上所述，應(yīng)選B，C，D.

「錯(cuò)解原因 錯(cuò)解1是排除A，之所以產(chǎn)生錯(cuò)誤，是因?yàn)樵陬^腦中形成思維定勢(shì)，認(rèn)為在時(shí)間t內(nèi)，振子只能在一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)。很多學(xué)生在解決振動(dòng)和波的問(wèn)題時(shí)，習(xí)慣上把所有問(wèn)題都限定在一個(gè)周期內(nèi)，而沒(méi)有考慮到在時(shí)間t內(nèi)，振子可能已經(jīng)完成多個(gè)全振動(dòng)了。

錯(cuò)解2的產(chǎn)生主要是對(duì)加速度的矢量性認(rèn)識(shí)不夠或頭腦中根本就沒(méi)有這個(gè)概念，認(rèn)為位置對(duì)稱，加速度大小一樣就是加速度相同。

3.選擇C是對(duì)的。

4.對(duì)彈簧振子這樣一個(gè)物理模型認(rèn)識(shí)不全面，所謂水平彈簧振子的彈簧是哪段沒(méi)弄清楚。

「分析解答 1.由題意可知，t=nt，n可以是1，2，3…，

選項(xiàng)A是正確的。

相反，且對(duì)稱于平衡位置，所以加速度的方向是相反的。

3.同錯(cuò)解3.

4.水平彈簧振子的彈簧應(yīng)為如圖6-3a或6-3b的樣子。當(dāng)振子的位置在平衡位置兩側(cè)時(shí)，彈簧長(zhǎng)度是不同的。所以選項(xiàng)D不對(duì)。

另外，符合題意條件的不一定非選位移處的兩點(diǎn)，也可以選其他的點(diǎn)分析，如圖6-4P，Q兩點(diǎn)，同樣可以得出正確結(jié)論。

所以此題的正確答案為A，C.

例7 一簡(jiǎn)諧波的波源在坐標(biāo)原點(diǎn)o處，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間振動(dòng)從o點(diǎn)向右傳播20cm到Q點(diǎn)，如圖6-7所示，P點(diǎn)離開(kāi)o點(diǎn)的距離為30cm，試判斷P質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的方向。

傳到P點(diǎn)，所以畫(huà)出如圖6-8所示的波形圖。因?yàn)椴ㄔ丛谠c(diǎn)，波沿x軸正方向傳播，所以可判定，P點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的方向是沿y軸正方向(即向上)。

「錯(cuò)解原因 主要原因是把機(jī)械波的圖象當(dāng)成機(jī)械振動(dòng)的圖象看

面的波形也變化了。

「分析解答 因?yàn)樵瓐D中的波形經(jīng)歷了半個(gè)周期的波形如圖6-9所示，在此波形基礎(chǔ)上，向前延長(zhǎng)半個(gè)波形即為P點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的波形圖，因?yàn)椴ㄔ丛谠c(diǎn)處，所以介質(zhì)中的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都被其左側(cè)質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)，所以P點(diǎn)在剛開(kāi)始時(shí)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向(即向下)從另外一個(gè)角度來(lái)看，原圖中Q點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)是向下的，因?yàn)樗匈|(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的情況均相同，所以P點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的方向應(yīng)是向下的。

「評(píng)析 本題中的錯(cuò)解混淆了振動(dòng)圖象與波的圖象，那么這兩個(gè)圖象有什么不同呢?(1)首先兩個(gè)圖象的坐標(biāo)軸所表示的物理意義不同：振動(dòng)圖象的橫坐標(biāo)表示時(shí)間，而波動(dòng)圖象的橫坐標(biāo)表示介質(zhì)中各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置。(2)兩個(gè)圖象所描述的對(duì)象不同：振動(dòng)圖象描述的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化情況，而波的圖象描述的是介質(zhì)中的一群質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻各自振動(dòng)所到達(dá)的位置情況。通俗地說(shuō)：振動(dòng)圖象相當(dāng)于是在一般時(shí)間內(nèi)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的“錄像”，而波的圖象則是某一時(shí)刻一群質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的“照片”。(3)隨著時(shí)間的推移，振動(dòng)圖象原來(lái)的形狀(即過(guò)去質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)刻所到達(dá)的位置不再發(fā)生變化，而波的圖象由于各質(zhì)點(diǎn)總在不斷地振動(dòng)，因此隨著時(shí)間的推移，原有的圖象將發(fā)生周期性變化。

例8 圖6-10是某時(shí)刻一列橫波在空間傳播的波形圖線。已知波是沿x軸正方向傳播，波速為4m/s，試計(jì)算并畫(huà)出經(jīng)過(guò)此時(shí)之后1.25s的空間波形圖。

=62.5個(gè)波長(zhǎng)，其波形如圖6-13.

「錯(cuò)解原因 錯(cuò)解一、錯(cuò)解二沒(méi)有重視單位的一致性，在此題中波長(zhǎng)從圖中只能得出λ=8cm，而波速給出的卻是國(guó)際單位4m/s.因此，求周期時(shí)，應(yīng)先將波長(zhǎng)的單位統(tǒng)一到國(guó)際單位制上來(lái)。

錯(cuò)解三雖然計(jì)算對(duì)了，但是，在波向前(沿x軸正方向)傳播了62.5個(gè)波長(zhǎng)時(shí)的波形，應(yīng)是在原來(lái)的波形基礎(chǔ)上向x正方擴(kuò)展62.5個(gè)波長(zhǎng)。

播一個(gè)波長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)62.5個(gè)周期，波向前傳播了62.5個(gè)波長(zhǎng)。據(jù)波的周期性，當(dāng)經(jīng)過(guò)振動(dòng)周期的整數(shù)倍時(shí)，波只是向前傳播了整數(shù)倍個(gè)波長(zhǎng)，而

篇9

【關(guān)鍵詞】不確定度；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；教學(xué)

0 引言

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是介于基本教學(xué)實(shí)驗(yàn)與實(shí)際科學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的、具有對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程進(jìn)行初步訓(xùn)練特點(diǎn)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。是基礎(chǔ)性及綜合性實(shí)驗(yàn)的延伸。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的核心是設(shè)計(jì)、選擇實(shí)驗(yàn)方案，并在實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)方案的正確性與合理性。初次接觸設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生難免不知如何下手，這就需要導(dǎo)師從物理模型的建立、實(shí)驗(yàn)方法和儀器的選擇、實(shí)驗(yàn)條件與最佳參數(shù)的確定、實(shí)驗(yàn)步驟的安排以及實(shí)驗(yàn)效果的評(píng)定等各個(gè)環(huán)節(jié)都給予學(xué)生全方位的指導(dǎo)和幫助。

1 物理模型的建立、比較與選擇

物理模型的建立就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)對(duì)象的物理性質(zhì)，研究實(shí)驗(yàn)對(duì)象的物理原理及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各個(gè)物理量之間的關(guān)系，推證數(shù)學(xué)模型（數(shù)學(xué)表達(dá)式）。

物理模型一般是建立在某些理想條件下的，而這些條件在實(shí)驗(yàn)中又是無(wú)法嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)的。所以必須深刻理解原理所需的條件，考慮這些條件與實(shí)驗(yàn)中所能實(shí)現(xiàn)的條件的近似程度，在誤差允許的范圍內(nèi)，使實(shí)驗(yàn)條件盡量接近理想條件，并且合理地利用一些近似的條件，最終建立一個(gè)比較理想的物理模型。

同一個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，可以建立起多個(gè)物理模型。例如，要測(cè)量某一地區(qū)的重力加速度，我們可以根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)速度和重力加速度的關(guān)系 建立一個(gè)自由落體運(yùn)動(dòng)的物理模型；或者根據(jù)單擺小角度擺動(dòng)下，周期T與g的關(guān)系建立一個(gè)單擺的物理模型；還可以建立更多物理模型…。在諸多物理模型中，我們要對(duì)所能建立起的物理模型進(jìn)行比較，從中挑選最佳物理模型。在挑選最佳物理模型時(shí)，要從物理原理的完善性、計(jì)算公式的準(zhǔn)確性、實(shí)驗(yàn)方法的可行性、實(shí)驗(yàn)操作的便利性、實(shí)驗(yàn)裝置的經(jīng)濟(jì)性、儀器精度的局限性、誤差范圍的允許性等多方面進(jìn)行比較。盡量使建立起的物理模型既突出物理概念，又使實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)易可行；既能使測(cè)量精度高、誤差小，又能充分利用現(xiàn)有條件。比如，測(cè)量重力加速度時(shí)，采用自由落體模型，只能測(cè)一個(gè)單程的時(shí)間和位移，當(dāng)下落行程h為2m時(shí)，所需時(shí)間只有0.6s多，這就對(duì)計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度提出了很高要求；而用單擺模型，則可測(cè)n個(gè)周期的累計(jì)擺動(dòng)時(shí)間。對(duì)于擺長(zhǎng)L=1m的單擺，周期T約為2s，若累計(jì)測(cè)50個(gè)周期，則時(shí)間間隔大約100s左右。顯然采用單擺模型既簡(jiǎn)單又準(zhǔn)確，從這個(gè)意義上講，選單擺法比自由落體法好。

2 實(shí)驗(yàn)方法的選擇

在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，可能有多種可選擇的實(shí)驗(yàn)方法。在選擇實(shí)驗(yàn)方法時(shí)，應(yīng)根據(jù)研究對(duì)象的具體情況，羅列出各種可能的實(shí)驗(yàn)方法，分析各種方法的適用條件，比較各種方法的局限性與可能達(dá)到的實(shí)驗(yàn)精度等因素，并考慮方案實(shí)施的可能性，綜合權(quán)衡后選出恰好符合實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)方法。

在選定實(shí)驗(yàn)方法后，適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法也是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要考慮的問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，對(duì)于某一間接測(cè)量量，常有多種測(cè)量方法，而且往往要通過(guò)測(cè)量多個(gè)直接測(cè)量量達(dá)到測(cè)量目的。實(shí)驗(yàn)測(cè)量要求相對(duì)不確定度盡量越小越好（因?yàn)殡S著結(jié)果準(zhǔn)確度的提高，實(shí)驗(yàn)難度和實(shí)驗(yàn)成本也將增加）。所以在這些測(cè)量方法中， 通過(guò)在對(duì)等精度下多個(gè)測(cè)量方法對(duì)應(yīng)的相對(duì)不確定度大小的比較， 可篩選出測(cè)量的最佳函數(shù)形式，即最佳實(shí)驗(yàn)理論。

例如，用分度值為1mm的鋼卷尺和分度值為0.02mm、量程為125mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量如圖所示單擺擺長(zhǎng)L有四種方法：

方法四：直接測(cè)量L，但因球中心很難確定，一般不選用此方法。

其中L1，L2用鋼卷尺測(cè)量，d 用游標(biāo)卡尺測(cè)量。查有關(guān)資料知，L1，L2，d的極限誤差分別為：

三種方案相應(yīng)的不確定度分別為：

對(duì)于擺長(zhǎng)L=1m、擺球直徑小于10毫米的單擺，第一種方法測(cè)量的相對(duì)不確定度最小，因此應(yīng)選用第一種方法測(cè)量。

3 測(cè)量?jī)x器的選擇與配套

實(shí)驗(yàn)方法確定以后，接下來(lái)就是選擇儀器。選擇儀器要從分辨率、準(zhǔn)確度和量程幾個(gè)方面來(lái)考慮。如果實(shí)驗(yàn)比較復(fù)雜，還會(huì)涉及到多種測(cè)量?jī)x器、測(cè)量多個(gè)物理量，因此要考慮儀器的配套問(wèn)題。

在進(jìn)行實(shí)際測(cè)量之前，應(yīng)從測(cè)量不確定度角度出發(fā)，按照不確定度均勻分配原則，把間接測(cè)量量的誤差要求轉(zhuǎn)換為對(duì)直接測(cè)量量的誤差要求，以此選擇滿足要求的測(cè)量?jī)x器，進(jìn)而確定儀器的規(guī)格、型號(hào)。

例如：根據(jù)歐姆定律求電阻時(shí)，由于電壓表和電流表受到儀器準(zhǔn)確度的限制，會(huì)給測(cè)量結(jié)果引進(jìn)不確定度。如果要求電阻測(cè)量結(jié)果的相對(duì)不確定度，那么如何正確選擇儀器并確定測(cè)量條件，以滿足總的測(cè)量要求？

根據(jù)歐姆定律，由相對(duì)不確定度均分原則有：

由電表的準(zhǔn)確度等級(jí)規(guī)定可知：

如果用1.5V的電源供電，電壓表的量程為0/1.5/3.0/7.5V，為了使電壓表的示數(shù)盡量滿偏，則應(yīng)選1.5V的量程檔，因而：

由上述分析可見(jiàn)，如果用1.5V的電源供電，被測(cè)電阻的阻值約為30Ω，選擇1.0級(jí)、1.5V量程的電壓表，1.0級(jí)、 50mA量程的電流表進(jìn)行測(cè)量，就可以滿足總的相對(duì)不確定度■≤1.5%的要求。

4 測(cè)量條件與最佳參數(shù)的確定

選擇最有利的測(cè)量條件，可以最大限度地減小測(cè)量誤差。確定最有利的測(cè)量條件時(shí)，一般從相對(duì)不確定度分析著手。確定能保證測(cè)量不確定度為最小的最有利的測(cè)量條件，從數(shù)學(xué)角度來(lái)看就是尋求某一函數(shù)的極小值。如果間接測(cè)量量的函數(shù)關(guān)系是單元函數(shù)（只有一個(gè)獨(dú)立自變量），則只需求一階和二階導(dǎo)數(shù)，令一階導(dǎo)數(shù)為零，解出相應(yīng)的自變量之值代入二階導(dǎo)數(shù)，如果二階導(dǎo)數(shù)值為正，則所求得的自變量取值是函數(shù)為極小值的條件，即為最有利的測(cè)量條件；如果間接測(cè)量量的函數(shù)關(guān)系是多元函數(shù)（有一個(gè)以上獨(dú)立自變量），應(yīng)分別對(duì)各自變量求一階偏導(dǎo)數(shù)，并令其等于零，然后，聯(lián)立求解這多個(gè)方程式，以求得函數(shù)為極小值的條件（最有利的測(cè)量條件）。

例如：在光具座上測(cè)透鏡的焦距f。

因物距u、像距v都是利用光距座附的標(biāo)尺進(jìn)行測(cè)量的，可令 U（u）=U（v），則：

5 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的主要目的就是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，只要能達(dá)到目的任何方法都是有效的。但是，如何有效地開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，循序漸進(jìn)，讓學(xué)生學(xué)有所獲，這是我們要考慮的首要問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)這一環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，學(xué)會(huì)查找文獻(xiàn)、資料，以理論為依據(jù)，建立物理模型，選擇實(shí)驗(yàn)方案和測(cè)量方法，選擇最佳測(cè)量條件與配套儀器，以及測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法。教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審閱批改，形成可行性方案。再由學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。通過(guò)實(shí)際操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行誤差分析，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合評(píng)定。

【參考文獻(xiàn)】

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篇10

一、教師要整體把握知識(shí)系統(tǒng)，通過(guò)分步推進(jìn)，不斷培養(yǎng)學(xué)生的類化和概括能力

學(xué)科教學(xué)內(nèi)容具有系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)性的特征，而學(xué)生年級(jí)越低，大腦中原有知識(shí)的結(jié)構(gòu)性越差，系統(tǒng)性不強(qiáng)，所以隨著知識(shí)的增長(zhǎng)，要求他們加快提高對(duì)知識(shí)的分類、概括能力，這就需要一個(gè)培養(yǎng)過(guò)程。

例如：高中物理中幾種基本的運(yùn)動(dòng)形式（勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)等），每種運(yùn)動(dòng)都是用位置、位移、時(shí)刻、時(shí)間、速度、加速度這些基本物理量來(lái)描述，這樣的認(rèn)識(shí)就是一個(gè)概括化的過(guò)程，從機(jī)械運(yùn)動(dòng)的描述開(kāi)始，不斷地從勻速直線運(yùn)動(dòng)到機(jī)械振動(dòng)的學(xué)習(xí)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分類，再尋找它們的共性，類化、概括成機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概念。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)培養(yǎng)分類和概括的水平，提高類化和概括的能力。

在對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究的過(guò)程中，我們常常通過(guò)實(shí)驗(yàn)，用表格、圖像、公式（解析式）以及文字來(lái)進(jìn)行描述、研究，以培養(yǎng)學(xué)生的分析、概括能力。如：研究物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)際運(yùn)動(dòng)（實(shí)驗(yàn)）的數(shù)據(jù)采集，得到一系列數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析，把這些數(shù)據(jù)放在自己設(shè)計(jì)的表格中，根據(jù)表格，通過(guò)描點(diǎn)，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖像，再進(jìn)一步分析圖像中各要素的物理意義（坐標(biāo)軸、線、斜率、面積各自代表的物理意義）。并通過(guò)提煉，概括出圖像的這種運(yùn)動(dòng)的解析式（物理公式），之后再進(jìn)一步研究這種運(yùn)動(dòng)形式，得到一些規(guī)律。這就是新課標(biāo)所提倡的科學(xué)探究過(guò)程。而驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)則是通過(guò)分析物理公式的實(shí)際意義和變量之間的關(guān)系作為實(shí)驗(yàn)原理，進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、列表、圖象描述來(lái)驗(yàn)證規(guī)律。通過(guò)對(duì)不同機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式的研究，不斷概括出表格、圖像、公式（解析式）、文字等描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方法，培養(yǎng)學(xué)生的概括水平，為電學(xué)的學(xué)習(xí)提供遷移的基礎(chǔ)。

二、通過(guò)環(huán)境創(chuàng)設(shè)等激勵(lì)手段調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

學(xué)生的學(xué)習(xí)是被動(dòng)還是主動(dòng)，求知欲多強(qiáng)，極大地影響其學(xué)習(xí)效率。我們要通過(guò)各種激勵(lì)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，使其主動(dòng)且努力地學(xué)習(xí)。如何激勵(lì)學(xué)生，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，不僅考驗(yàn)教師的教育能力，更能體現(xiàn)教師的教育藝術(shù)。物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)學(xué)科的特點(diǎn)和功能，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)實(shí)踐的環(huán)境，在教師的指導(dǎo)下主動(dòng)、積極、創(chuàng)造性地去學(xué)習(xí)、研究、探索，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。

教學(xué)中恰當(dāng)發(fā)揮真實(shí)、模擬、言語(yǔ)等媒體手段的優(yōu)點(diǎn)，適時(shí)地使用“體驗(yàn)”“探究”“合作”“整合”“講授”等教學(xué)方式，通過(guò)價(jià)值體現(xiàn)、目標(biāo)制定和達(dá)成、賞封稱號(hào)、獎(jiǎng)懲、民主參與、榜樣示范、情感投入等激勵(lì)策略，來(lái)激勵(lì)和幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，使學(xué)生形成積極、主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，學(xué)會(huì)科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。或通過(guò)媒體沖擊和問(wèn)題沖突使學(xué)生產(chǎn)生好奇和求知欲，通過(guò)學(xué)生親身實(shí)踐體驗(yàn)、同學(xué)合作、科學(xué)探究、教師、媒體幫助和自己的分析、綜合、抽象、概括思維活動(dòng)過(guò)程建立學(xué)科概念、掌握學(xué)科知識(shí)，這些都是可取的教學(xué)手段。

如在單擺模型的研究中，在仿真物理實(shí)驗(yàn)室中，可以將單擺拉離平衡位置一定角度進(jìn)行研究，也可以在平衡位置處給擺球一個(gè)水平速度進(jìn)行研究?？梢酝ㄟ^(guò)仿真實(shí)驗(yàn)顯示矢量的方法定性研究運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度變化；也可定量（輸出數(shù)值）或定性研究位移、回復(fù)力、加速度這些物理量的變化，或者對(duì)每一個(gè)物理量的變化進(jìn)行圖像直觀。還可以通過(guò)測(cè)量周期與擺長(zhǎng)和重力加速度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件得到周期隨擺長(zhǎng)和重力加速度的變化規(guī)律。如果使擺球帶電，并置于重力場(chǎng)和電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）中，就可以研究單擺在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等等。通過(guò)這些變異使簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)模型與物理學(xué)的不同內(nèi)容，從不同角度、不同的層面上得到溝通、交叉、遷移和整合。

此外，我們可讓學(xué)生用計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件處理大量物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲。

三、遵循學(xué)生技能形成規(guī)律培訓(xùn)學(xué)生的技能

學(xué)生的技能形成也有規(guī)律，需要教師按照技能形成規(guī)律逐步培養(yǎng)，這個(gè)過(guò)程需要學(xué)生的分析、概括、聯(lián)想、類化等能力。