尹明德
綜觀(guān)歷年高考實(shí)驗(yàn)題,其特點(diǎn)是:側(cè)重對(duì)題給實(shí)驗(yàn)方案的理解,而不是真正意義上的設(shè)計(jì);多為教材實(shí)驗(yàn)方案的組合和變通,而不是課外陌生內(nèi)容(如測(cè)歐姆表的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,用平拋運(yùn)動(dòng)研究彈性勢(shì)能,安裝一個(gè)多用電表);實(shí)驗(yàn)器材都是常見(jiàn)的、熟悉的,實(shí)驗(yàn)方案是新穎的;重視物理量關(guān)系的推導(dǎo)(理解原理);重視結(jié)合圖象分析論證,體現(xiàn)基本技能要求,不過(guò)分追新而超出《考試綱要》的范圍.
按理說(shuō),實(shí)驗(yàn)題中的敘述、儀器、圖象具有提示性,學(xué)生答題得分率應(yīng)該高,但事與愿違!究其原因是學(xué)生未掌握實(shí)驗(yàn)題的解題要領(lǐng),撰文將從以下五個(gè)方面加以論述.
一、弄清儀器所測(cè)物理量
實(shí)驗(yàn)題中的已知量都得用儀器的讀數(shù)來(lái)表示,所以一定要熟悉刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、秒表、電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等常規(guī)儀器,了解這些儀器的結(jié)構(gòu)、性能、工作原理、安全使用方法、注意事項(xiàng)、準(zhǔn)確讀數(shù)(估計(jì)方法,有效數(shù)據(jù))和使用后如何保管等,對(duì)測(cè)量?jī)x器的使用和讀數(shù)不僅是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求之一,也是高考實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn)之一.
儀器的讀數(shù)規(guī)則:有效數(shù)字的最后一位要與讀數(shù)誤差所在的一位取齊,因而測(cè)量誤差出現(xiàn)在哪一位,讀數(shù)就讀到哪一位.中學(xué)階段一般可根據(jù)測(cè)量?jī)x器最小分度來(lái)確定讀數(shù)誤差出現(xiàn)的位置.對(duì)于常用儀器可以按下述方法讀數(shù).
二、弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?/p>
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄒ獪y(cè)量的物理量)往往在敘述中比較明確,如測(cè)量某電阻的阻值、測(cè)定金屬的電阻率、測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻等;但題設(shè)儀器常不能直接測(cè)量,所以要從課本中的基本實(shí)驗(yàn)原理出發(fā),結(jié)合題給器材能直接測(cè)量出來(lái)的物理量(相當(dāng)于計(jì)算題中的已知量),沿著知此如何到彼的思路和物理規(guī)律,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便(操作簡(jiǎn)單、少用器材)、準(zhǔn)確、節(jié)能或減損(或控制不損)的實(shí)驗(yàn)方法,結(jié)合物理量間的聯(lián)系,推導(dǎo)出用所有直接讀數(shù)來(lái)表示題設(shè)測(cè)量值的表達(dá)式,同時(shí)借助物理概念或量綱來(lái)表示其單位(能檢查正誤);最后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源的分析,如有幾種可行方案,則選誤差最小、使用器材最少的.如多用表的使用,就要弄清:
(1)多用電表的結(jié)構(gòu)
多用電表的外形如圖2(甲)所示,它的上半部為表盤(pán),表盤(pán)上有電流、電壓、電阻等各種量程的刻度;下半部為選擇開(kāi)關(guān),它的四周刻著各種測(cè)量項(xiàng)目和量程,另外,還有歐姆表的調(diào)零旋鈕、機(jī)械調(diào)零旋鈕和測(cè)試筆的插孔.
(2)雙手捏住兩表筆金屬桿,則人與電阻會(huì)形成并聯(lián)電路,導(dǎo)致測(cè)量值偏小,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤.若發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過(guò)大,則必須增大或減小倍率,使指針在表盤(pán)中央附近,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤.選擇倍率為“×10”,故若指針位于20與30正中間,則測(cè)量值應(yīng)大于200Ω,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤,本題選D.
三、弄清數(shù)據(jù)的處理方法
要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑴?zhǔn)確是最重要的原則:每次讀數(shù)相對(duì)誤差要??;設(shè)計(jì)方案中系統(tǒng)誤差要?。粩?shù)據(jù)處理使偶然誤差要小——算術(shù)平均值法或圖象法,做到盡量多用記錄數(shù)據(jù)、排除誤差最大的個(gè)別數(shù)據(jù);作圖象時(shí),若物理量間為線(xiàn)性關(guān)系則是直線(xiàn),須使該直線(xiàn)盡量經(jīng)過(guò)大多數(shù)點(diǎn),且直線(xiàn)兩側(cè)分布均勻,個(gè)別離直線(xiàn)最遠(yuǎn)的點(diǎn),其誤差最大,計(jì)算時(shí)須舍取,若物理量間為非線(xiàn)性關(guān)系則是曲線(xiàn),因物理過(guò)程在人的生存環(huán)境中大多是不能突變的,故要光滑或平滑(數(shù)學(xué)上不能有拐點(diǎn)——即一點(diǎn)一斜率)連接,即無(wú)論曲直,線(xiàn)是連續(xù)的,有些反比例關(guān)系——曲線(xiàn),只要把某物理量變成倒數(shù),則成為正比例關(guān)系——直線(xiàn),這就是曲化直思想.
四、弄清誤差的形成原因
實(shí)驗(yàn)誤差在所難免,只能相對(duì)減小,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于人為活動(dòng)、環(huán)境變化等突發(fā)性因素造成的誤差——偶然誤差(時(shí)而偏大,時(shí)而偏?。?,可以通過(guò)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程和快速完成來(lái)減小,也可通過(guò)求平均值或作圖象來(lái)減?。坏珜?shí)驗(yàn)方法、儀器本身造成的系統(tǒng)誤差(單方向的偏大或偏?。?,往往要通過(guò)選擇最優(yōu)方案來(lái)減小,由于高考評(píng)分要標(biāo)準(zhǔn)化,故考題中常考查系統(tǒng)誤差.
五、強(qiáng)化創(chuàng)新能力的養(yǎng)成
對(duì)于探究性實(shí)驗(yàn),中學(xué)階段主要是探究某一物理規(guī)律是否成立或物理量之間存在何種關(guān)系,如“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”、“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”、“探究動(dòng)能定理”、“描繪小電珠的伏安特性曲線(xiàn)”等,針對(duì)這類(lèi)試題,在平時(shí)學(xué)習(xí)中,要注意不斷培養(yǎng)發(fā)散思維能力,要根據(jù)題設(shè)裝置和實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜胧?,全方位思考如何做?shí)驗(yàn)--方法、步驟及注意事項(xiàng),經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的篩選(猜想--不是亂想,而是注重物理概念和規(guī)律的啟發(fā)性和提示性)、論證、分析,才能得出結(jié)論.
綜觀(guān)歷年高考實(shí)驗(yàn)題,其特點(diǎn)是:側(cè)重對(duì)題給實(shí)驗(yàn)方案的理解,而不是真正意義上的設(shè)計(jì);多為教材實(shí)驗(yàn)方案的組合和變通,而不是課外陌生內(nèi)容(如測(cè)歐姆表的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,用平拋運(yùn)動(dòng)研究彈性勢(shì)能,安裝一個(gè)多用電表);實(shí)驗(yàn)器材都是常見(jiàn)的、熟悉的,實(shí)驗(yàn)方案是新穎的;重視物理量關(guān)系的推導(dǎo)(理解原理);重視結(jié)合圖象分析論證,體現(xiàn)基本技能要求,不過(guò)分追新而超出《考試綱要》的范圍.
按理說(shuō),實(shí)驗(yàn)題中的敘述、儀器、圖象具有提示性,學(xué)生答題得分率應(yīng)該高,但事與愿違!究其原因是學(xué)生未掌握實(shí)驗(yàn)題的解題要領(lǐng),撰文將從以下五個(gè)方面加以論述.
一、弄清儀器所測(cè)物理量
實(shí)驗(yàn)題中的已知量都得用儀器的讀數(shù)來(lái)表示,所以一定要熟悉刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、秒表、電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等常規(guī)儀器,了解這些儀器的結(jié)構(gòu)、性能、工作原理、安全使用方法、注意事項(xiàng)、準(zhǔn)確讀數(shù)(估計(jì)方法,有效數(shù)據(jù))和使用后如何保管等,對(duì)測(cè)量?jī)x器的使用和讀數(shù)不僅是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求之一,也是高考實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn)之一.
儀器的讀數(shù)規(guī)則:有效數(shù)字的最后一位要與讀數(shù)誤差所在的一位取齊,因而測(cè)量誤差出現(xiàn)在哪一位,讀數(shù)就讀到哪一位.中學(xué)階段一般可根據(jù)測(cè)量?jī)x器最小分度來(lái)確定讀數(shù)誤差出現(xiàn)的位置.對(duì)于常用儀器可以按下述方法讀數(shù).
二、弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?/p>
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄒ獪y(cè)量的物理量)往往在敘述中比較明確,如測(cè)量某電阻的阻值、測(cè)定金屬的電阻率、測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻等;但題設(shè)儀器常不能直接測(cè)量,所以要從課本中的基本實(shí)驗(yàn)原理出發(fā),結(jié)合題給器材能直接測(cè)量出來(lái)的物理量(相當(dāng)于計(jì)算題中的已知量),沿著知此如何到彼的思路和物理規(guī)律,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便(操作簡(jiǎn)單、少用器材)、準(zhǔn)確、節(jié)能或減損(或控制不損)的實(shí)驗(yàn)方法,結(jié)合物理量間的聯(lián)系,推導(dǎo)出用所有直接讀數(shù)來(lái)表示題設(shè)測(cè)量值的表達(dá)式,同時(shí)借助物理概念或量綱來(lái)表示其單位(能檢查正誤);最后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源的分析,如有幾種可行方案,則選誤差最小、使用器材最少的.如多用表的使用,就要弄清:
(1)多用電表的結(jié)構(gòu)
多用電表的外形如圖2(甲)所示,它的上半部為表盤(pán),表盤(pán)上有電流、電壓、電阻等各種量程的刻度;下半部為選擇開(kāi)關(guān),它的四周刻著各種測(cè)量項(xiàng)目和量程,另外,還有歐姆表的調(diào)零旋鈕、機(jī)械調(diào)零旋鈕和測(cè)試筆的插孔.
(2)雙手捏住兩表筆金屬桿,則人與電阻會(huì)形成并聯(lián)電路,導(dǎo)致測(cè)量值偏小,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤.若發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過(guò)大,則必須增大或減小倍率,使指針在表盤(pán)中央附近,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤.選擇倍率為“×10”,故若指針位于20與30正中間,則測(cè)量值應(yīng)大于200Ω,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤,本題選D.
三、弄清數(shù)據(jù)的處理方法
要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?zhǔn)確是最重要的原則:每次讀數(shù)相對(duì)誤差要小;設(shè)計(jì)方案中系統(tǒng)誤差要?。粩?shù)據(jù)處理使偶然誤差要小——算術(shù)平均值法或圖象法,做到盡量多用記錄數(shù)據(jù)、排除誤差最大的個(gè)別數(shù)據(jù);作圖象時(shí),若物理量間為線(xiàn)性關(guān)系則是直線(xiàn),須使該直線(xiàn)盡量經(jīng)過(guò)大多數(shù)點(diǎn),且直線(xiàn)兩側(cè)分布均勻,個(gè)別離直線(xiàn)最遠(yuǎn)的點(diǎn),其誤差最大,計(jì)算時(shí)須舍取,若物理量間為非線(xiàn)性關(guān)系則是曲線(xiàn),因物理過(guò)程在人的生存環(huán)境中大多是不能突變的,故要光滑或平滑(數(shù)學(xué)上不能有拐點(diǎn)——即一點(diǎn)一斜率)連接,即無(wú)論曲直,線(xiàn)是連續(xù)的,有些反比例關(guān)系——曲線(xiàn),只要把某物理量變成倒數(shù),則成為正比例關(guān)系——直線(xiàn),這就是曲化直思想.
四、弄清誤差的形成原因
實(shí)驗(yàn)誤差在所難免,只能相對(duì)減小,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于人為活動(dòng)、環(huán)境變化等突發(fā)性因素造成的誤差——偶然誤差(時(shí)而偏大,時(shí)而偏?。梢酝ㄟ^(guò)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程和快速完成來(lái)減小,也可通過(guò)求平均值或作圖象來(lái)減小;但實(shí)驗(yàn)方法、儀器本身造成的系統(tǒng)誤差(單方向的偏大或偏?。?,往往要通過(guò)選擇最優(yōu)方案來(lái)減小,由于高考評(píng)分要標(biāo)準(zhǔn)化,故考題中常考查系統(tǒng)誤差.
五、強(qiáng)化創(chuàng)新能力的養(yǎng)成
對(duì)于探究性實(shí)驗(yàn),中學(xué)階段主要是探究某一物理規(guī)律是否成立或物理量之間存在何種關(guān)系,如“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”、“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”、“探究動(dòng)能定理”、“描繪小電珠的伏安特性曲線(xiàn)”等,針對(duì)這類(lèi)試題,在平時(shí)學(xué)習(xí)中,要注意不斷培養(yǎng)發(fā)散思維能力,要根據(jù)題設(shè)裝置和實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜胧郑轿凰伎既绾巫鰧?shí)驗(yàn)--方法、步驟及注意事項(xiàng),經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的篩選(猜想--不是亂想,而是注重物理概念和規(guī)律的啟發(fā)性和提示性)、論證、分析,才能得出結(jié)論.
綜觀(guān)歷年高考實(shí)驗(yàn)題,其特點(diǎn)是:側(cè)重對(duì)題給實(shí)驗(yàn)方案的理解,而不是真正意義上的設(shè)計(jì);多為教材實(shí)驗(yàn)方案的組合和變通,而不是課外陌生內(nèi)容(如測(cè)歐姆表的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,用平拋運(yùn)動(dòng)研究彈性勢(shì)能,安裝一個(gè)多用電表);實(shí)驗(yàn)器材都是常見(jiàn)的、熟悉的,實(shí)驗(yàn)方案是新穎的;重視物理量關(guān)系的推導(dǎo)(理解原理);重視結(jié)合圖象分析論證,體現(xiàn)基本技能要求,不過(guò)分追新而超出《考試綱要》的范圍.
按理說(shuō),實(shí)驗(yàn)題中的敘述、儀器、圖象具有提示性,學(xué)生答題得分率應(yīng)該高,但事與愿違!究其原因是學(xué)生未掌握實(shí)驗(yàn)題的解題要領(lǐng),撰文將從以下五個(gè)方面加以論述.
一、弄清儀器所測(cè)物理量
實(shí)驗(yàn)題中的已知量都得用儀器的讀數(shù)來(lái)表示,所以一定要熟悉刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、秒表、電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等常規(guī)儀器,了解這些儀器的結(jié)構(gòu)、性能、工作原理、安全使用方法、注意事項(xiàng)、準(zhǔn)確讀數(shù)(估計(jì)方法,有效數(shù)據(jù))和使用后如何保管等,對(duì)測(cè)量?jī)x器的使用和讀數(shù)不僅是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求之一,也是高考實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn)之一.
儀器的讀數(shù)規(guī)則:有效數(shù)字的最后一位要與讀數(shù)誤差所在的一位取齊,因而測(cè)量誤差出現(xiàn)在哪一位,讀數(shù)就讀到哪一位.中學(xué)階段一般可根據(jù)測(cè)量?jī)x器最小分度來(lái)確定讀數(shù)誤差出現(xiàn)的位置.對(duì)于常用儀器可以按下述方法讀數(shù).
二、弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?/p>
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄒ獪y(cè)量的物理量)往往在敘述中比較明確,如測(cè)量某電阻的阻值、測(cè)定金屬的電阻率、測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻等;但題設(shè)儀器常不能直接測(cè)量,所以要從課本中的基本實(shí)驗(yàn)原理出發(fā),結(jié)合題給器材能直接測(cè)量出來(lái)的物理量(相當(dāng)于計(jì)算題中的已知量),沿著知此如何到彼的思路和物理規(guī)律,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便(操作簡(jiǎn)單、少用器材)、準(zhǔn)確、節(jié)能或減損(或控制不損)的實(shí)驗(yàn)方法,結(jié)合物理量間的聯(lián)系,推導(dǎo)出用所有直接讀數(shù)來(lái)表示題設(shè)測(cè)量值的表達(dá)式,同時(shí)借助物理概念或量綱來(lái)表示其單位(能檢查正誤);最后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源的分析,如有幾種可行方案,則選誤差最小、使用器材最少的.如多用表的使用,就要弄清:
(1)多用電表的結(jié)構(gòu)
多用電表的外形如圖2(甲)所示,它的上半部為表盤(pán),表盤(pán)上有電流、電壓、電阻等各種量程的刻度;下半部為選擇開(kāi)關(guān),它的四周刻著各種測(cè)量項(xiàng)目和量程,另外,還有歐姆表的調(diào)零旋鈕、機(jī)械調(diào)零旋鈕和測(cè)試筆的插孔.
(2)雙手捏住兩表筆金屬桿,則人與電阻會(huì)形成并聯(lián)電路,導(dǎo)致測(cè)量值偏小,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤.若發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過(guò)大,則必須增大或減小倍率,使指針在表盤(pán)中央附近,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤.選擇倍率為“×10”,故若指針位于20與30正中間,則測(cè)量值應(yīng)大于200Ω,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤,本題選D.
三、弄清數(shù)據(jù)的處理方法
要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?zhǔn)確是最重要的原則:每次讀數(shù)相對(duì)誤差要?。辉O(shè)計(jì)方案中系統(tǒng)誤差要?。粩?shù)據(jù)處理使偶然誤差要小——算術(shù)平均值法或圖象法,做到盡量多用記錄數(shù)據(jù)、排除誤差最大的個(gè)別數(shù)據(jù);作圖象時(shí),若物理量間為線(xiàn)性關(guān)系則是直線(xiàn),須使該直線(xiàn)盡量經(jīng)過(guò)大多數(shù)點(diǎn),且直線(xiàn)兩側(cè)分布均勻,個(gè)別離直線(xiàn)最遠(yuǎn)的點(diǎn),其誤差最大,計(jì)算時(shí)須舍取,若物理量間為非線(xiàn)性關(guān)系則是曲線(xiàn),因物理過(guò)程在人的生存環(huán)境中大多是不能突變的,故要光滑或平滑(數(shù)學(xué)上不能有拐點(diǎn)——即一點(diǎn)一斜率)連接,即無(wú)論曲直,線(xiàn)是連續(xù)的,有些反比例關(guān)系——曲線(xiàn),只要把某物理量變成倒數(shù),則成為正比例關(guān)系——直線(xiàn),這就是曲化直思想.
四、弄清誤差的形成原因
實(shí)驗(yàn)誤差在所難免,只能相對(duì)減小,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于人為活動(dòng)、環(huán)境變化等突發(fā)性因素造成的誤差——偶然誤差(時(shí)而偏大,時(shí)而偏?。?,可以通過(guò)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程和快速完成來(lái)減小,也可通過(guò)求平均值或作圖象來(lái)減?。坏珜?shí)驗(yàn)方法、儀器本身造成的系統(tǒng)誤差(單方向的偏大或偏?。?,往往要通過(guò)選擇最優(yōu)方案來(lái)減小,由于高考評(píng)分要標(biāo)準(zhǔn)化,故考題中常考查系統(tǒng)誤差.
五、強(qiáng)化創(chuàng)新能力的養(yǎng)成
對(duì)于探究性實(shí)驗(yàn),中學(xué)階段主要是探究某一物理規(guī)律是否成立或物理量之間存在何種關(guān)系,如“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”、“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”、“探究動(dòng)能定理”、“描繪小電珠的伏安特性曲線(xiàn)”等,針對(duì)這類(lèi)試題,在平時(shí)學(xué)習(xí)中,要注意不斷培養(yǎng)發(fā)散思維能力,要根據(jù)題設(shè)裝置和實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜胧?,全方位思考如何做?shí)驗(yàn)--方法、步驟及注意事項(xiàng),經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的篩選(猜想--不是亂想,而是注重物理概念和規(guī)律的啟發(fā)性和提示性)、論證、分析,才能得出結(jié)論.