初中物理创新实验设计方案测量纸片下落的速度.docx
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初中物理创新实验设计方案测量纸片下落的速度
潜水艇模型，玩具注射器，细胶管，黄色乒乓球，铁钉。
通过改变球内水的多少来改变浮沉情况，操作方法是推拉注射器活塞。
覆杯实验创新设计
初中物理“大气压强”一节里，有一个覆杯实验（小学自然里也有），其目的是想证明大气压强的存在，此实验有两方面的缺陷：
第一，有同学认为是水把硬纸片弄湿后沾在杯口了，不能很好的证明是大气压的原因；第二，硬纸片和杯口密封不好，容易掉下来。
为此，我做了如下创新：
第一，用塑料薄板代替硬纸片，用塑料茶杯代替玻璃杯，在杯底钻一小孔，用透明胶布封好，在做实验时，把胶布揭开，由于水和空气接触，硬纸片就会掉落。
第二，用玩具气球，剪成圆筒状，套在茶杯口上作为胶垫密封，这样装满水倒立后，无论怎样用力向下甩塑料薄板都不掉落。
几年来，每次做这个实验，都会激发学生的兴趣，深受学生的喜爱，并留下深刻的记忆。
此实验简单易做，都是来自生活之物，离学生很近。
同行们不妨一试。
做磁悬浮实验设计
取直径15mm，厚8mm的圆形磁铁，直径0.2mm漆包线250cm，装有两节五号电池的电池盒，用漆包线绕制一个直径20mm的圆形线圈，两端各留50mm，并将线头的漆用砂纸打磨掉。
将线圈套在磁铁上，把线圈的两条引线分别与电池的正、负极相接，线圈就跳起，并悬浮在磁铁的正上方。
若线圈通电后不跳起，只要将接电源正、负极的两根线圈引线调换位置，就能跳起并悬浮。
原来线圈通电后就成了一个电磁铁，只要它与磁铁相对的这面的磁极与磁铁的磁极相同，它们就互相排斥，使线圈悬浮在空中（线圈太重或相互斥力太小都不能悬浮）。
现代交通工具——磁悬浮列车，就是利用这个道理将列车悬浮在空中，使列车与轨道间无摩擦，减少前进阻力，所以可达到更高的速度，现已能达到500km/h以上，而普通高速列车只有100km/h以上。
气体千斤顶实验设计
（1）取一个医用500mL~1000mL引流袋（要求崭新未用过），这就是一个很好的“气体千斤顶”（也可用气球自制）。
（2）实验：
如图1所示，把引流袋平放在桌面上，在它上面压上5~6块砖头。
为使实验精彩，我不用打气筒，而是用嘴去吹引流袋上的引流管。
当用力向引流袋中吹气时，重重的几块砖头就被举起来了，并翻倒（学生发出惊呼声）。
为了让学生参与实验，亲自实验，笔者将8个500mL（或4个1000mL）的引流袋平放在桌面上，用一块60cm×45cm的木板放在这些引流袋上，再叫一个同学坐在木板上，然后叫八个同学同时向袋内吹气。
这时坐在木板上的同学被顶起来了。
“嘿、吹气竟然能把人顶起来！
”（学生赞叹），精彩的实验，再一次使学生的情绪达到高潮。
（3）实验做完，让学生想想这是什么原理，学生很容易明白。
笔者又进一步问：
“你们能否举出一些生产和生活中利用帕斯卡定律的例子吗？
”学生们举出水压机、油压千斤顶等，一个学生还联系本节实验，举出给汽车轮胎打气，实际就是“气体千斤顶”，利用了帕斯卡定律。
声音在空气中的传播实验设计
【制作和使用方法】
1．找两个直径约10厘米的铁皮罐头筒，将两个底去掉，并在一面绷上乳胶薄膜。
再像图9．3－1那样把铁筒口对口地支架起来。
2．在一个筒的薄膜外吊一个泡沫塑料小球。
另准备一个1厘米粗的光滑小木棒。
3．用小木棒敲击右筒薄膜，左筒薄膜外的小球就会不断敲击薄膜。
【注意事项】
1．两个筒的外形尺寸应该完全一致，两个膜的绷紧程度要适当调整，才能得到良好的实验效果。
2．两个圆筒的开口要对齐、距离应由近及远逐渐调整。
气体的性质实验
材料：
气球、广口瓶、双孔橡胶塞、两根玻璃管（一弯管，一直管）、两用气筒。
①验证玻意耳定律，证明大气压的存在。
装置如图2所示，在直玻璃管的下端拴一个气球，把气球放入瓶中，并用塞子塞住广口瓶口。
先在气球内充入一定质量的气体，封闭直管，通过弯管向瓶外抽气，发现气球变大；向里打气时，气球又会变小。
表明一定质量的气体在等温过程中，体积增大，压强减小，体积减小，压强增大。
即定性地验证了玻意耳定律。
一、证明大气压强的存在——瓶“吞”蛋实验的创新与改进。
在大气压一章的教学中，验证大气压的存在是一个很重要的教学内容。
教材中给我们介绍了几个演示实验，如马德堡半球实验，覆杯实验，瓶“吞”蛋实验等。
在我的实际教学过程中，我发现瓶“吞”蛋实验的教学效果最好。
因为这个实验做起来很简单，实验现象也很明显，学生兴趣很高，教学效果也很好。
但是这个实验也存在一些缺点：
一是实验准备时间长，不方便。
二是实验的重复性很差，几乎不能重复实验。
鸡蛋被瓶“吞”进去以后，要把鸡蛋完整的取出来比较困难。
这样，如果有的学生没有看清，想再做一次，就必须用另外一瓶子和鸡蛋。
三是实验的成功率不是百分之百。
由于所准备的鸡蛋不规则或是气室在侧边或是过大，都有可能导致实验的失败，给学生造成了一定的错觉，从而影响教学效果。
所以我把这个实验进行了改进。
即用充水的气球代替鸡蛋。
经过改进后的实验具有以下几个优点：
一是取材容易，推广性强。
气球很容易取得，在经济上也比鸡蛋合算多了，实验准备也很简单，只需要一个气球并给它充满水就可以了，比用鸡蛋方便，教学效果更明显，推广性很强。
二是气球的重复实验性很强，可以反复实验，不管教几个班，也不管做几次，只要操作方法正确，一个气球就可完成。
三是利用气球做实验，可以结合教学内容提出比用鸡蛋做实验更多的问题启发学生思考。
比如：
“用手压气球，可以看到气球向两边突出，但不进去，为什么？
而在瓶“吞”气球的时候，大气压也在压它，却为什么不向两边突出呢？
这说明了什么问题呢？
”
二、探究电热与电阻的关系的实验的创新与改进
课本中原来的实验是将两根电阻不同的镍铬丝和铜丝串联起来，然后再将这两根电阻丝放入到两杯煤油中，使之对煤油加热，再用温度计测量煤油的温度并比较两杯煤油温度升高的情况，从而得出电热与电阻的关系。
这个实验的主要问题在于操作复杂、浪费电能，由于烧瓶的散热面积比较大且里面的煤油比较多，故要看到比较明显的现象，需要较长的时间，从而也浪费了更多的电能。
为此，我对这个实验进行了改进，先用两根材料相同、横截面积相同但长度不同的漆包线分别缠在两个演示温度计的玻璃泡上，然后将两个温度计串联起来，再接入到电路中，利用电阻丝所产生的热量直接对玻璃泡加热。
这样一来，实验器材变得简单，操作起来变得方便，所需时间变得更短，也节省了一些电能，而实验现象更加明显，对于促进课堂教学起到了很好的作用。
三、内能做功演示实验的创新与改进
课本中原来的实验是，在试管内装些水，用软木塞塞住试管口，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。
这个实验的问题在于实验现象的持续时间短，软木塞冲出的时间只需零点几秒钟，如果有些学生精力不集中，就无法看到实验现象。
另外这个实验还存在一定的危险性，软木塞冲出以后试管里的沸水有可能冲出来烫伤学生。
对于这个实验，我是这样改进的，在原实验装置的软木塞中插入一根玻璃管，在玻璃管的出口处放一个纸制小风车。
这样当水沸腾以后，就有大量热气从玻璃管中冲出，从而推动小风车不停的转动。
这一实验这样改进以后，实验现象更加明显持久，只要水不干，风车就会不停的转动，同时也更加直观形象、安全有趣，能很好的调动学生的学习积极性。
初中物理实验创新方案
-----探究影响压力作用效果的因素
镇巴县兴隆初级中学胡海军
一、实验名称：
探究影响压力作用效果的因素
二、实验设计思路：
在北师大版八年级物理教材中第八章第一节涉及了一个影响压力作用效果因素的实验。
实验采用了控制变量法的思想，选择了体积相同的木块和铁块，小桌和泡沫塑料来完成这组实验。
这些器材看似简单，可实验室很难配齐这套实验器材，我找到好几种泡沫塑料来进行实验，尤其在演示压力大小对压力作用效果的影响时，木块和铁块分别压在泡沫塑料上两次实验现象差异根本不太，不利于学生观察。
针对这一点我对这个实验进行了如下改进：
我用一只圆柱形玻璃杯，一块海棉和一些水来完成这个实验，实验效果明显，学生易于观察，又充分体现了物理实验的可操作性和理论源于实践的道理，同时也进一步减弱了学生对物理实验的神秘感，有利于探究实验的发展。
三、实验目的：
研究压力大小、受力面积对压力作用效果的影响。
四、实验所涉及的科学道理：
这个实验所运用的实验方法是常见控制变量法，利用杯子底朝下和倒扣在海棉上来创造压力相同而受力面积不同的实验条件，通过比较得出实验结论。
利用空杯子和装满水的杯子压在海棉上创造受力面积相同而压力不同的实验条件，通过比较得出实验结论。
五、实验操作步骤：
1、将海棉放在水平桌面上，然后将空玻璃杯杯底朝下放在海棉上，让学生观察此时海棉形变程度。
2、将玻璃杯倒扣在海棉上，让学生观察此时海棉形变程度。
3、比较前两次观察到的实验现象得出实验结论。
4、将玻璃杯中装满水放在海棉上，观察海棉形变程度。
并将这次观察到的现象与第一次观察的结果进行比较得出实验结论。
六、实验装置的图片：
七、实验所需器材：
海棉一块、圆柱形玻璃杯一只、一烧杯水。
八、实验效果及其它需要说明的问题：
实验效果：
在2006年八年级四个班、2008年八年级四个班实验教学中实验现象明显，实验效果较好。
实验器材选取方便，安全性好，操作简单，容易激发学生的兴趣。
说明：
选择器材时，玻璃杯尽量是圆柱形（上下开口一样大）的，玻璃杯的质量大一点为好，海棉尽量选择软一点的，可使实验效果更加明显。
一、实验题目：
光的折射规律演示仪
二、实验设计思路：
苏科版8年级上册第五章第5节《光的折射 透镜的奥秘》中在探究光从空气斜射入水中的情况时运用的是：
使一束激光射至空水槽底的某点“o”，然后向水槽内注水，观察现象。
同学观察到的现象是水槽底的亮点改变了位置，然后经过一系列问题的回答（其实是一种猜测）得到了折射规律，例如：
在教材中问了这样一问题“从空气中入射的光线与进入水中的光线是否在一个平面内？
”没有实验的支持这个问题只能猜测或由教师来回答。
再如教材中用“可在水面上喷些烟雾和在水中滴几滴牛奶，来显示光路”，但是烟的浓度、烟的来源、水中牛奶的多少以及教室内的亮度决定了光路是否能清晰的显示出来，而且水中加牛奶在实际的实验中会使光强度减弱，所以给教师演示实验的成功率大打折扣。
这可能使同学们对光的折射规律的理解带来一定困难。
以上种种原因，使我想到若能象光的反射规律实验（苏科版8年级上册93-94页）那样把在空气中和水中的光路清晰显示出来，同时在改变入射光线的时候能清晰的观察到折射光线的变化（乃至可以量出入射角和折射角的度数）以及当光垂直射到水面上时光路的情况，那么同学们的兴趣就可以大大提高，折射的奥秘会很清晰的呈现在同学们的眼前，同学们心中的疑问也可以迎刃而解了。
三、实验目的：
使学生清晰的观察到光折射的情况，初步理解光的折射规律
四、实验内容所涉及的科学原理：
1、光从一种物质斜射到另一种物质会发生折射。
2、折射规律：
入射光线、折射光线分居法线两侧；入射光线、法线和折射光线在同一平面内；光从空气斜射到水中折射光线靠近法线；光垂直射到交界面上传播方向不变。
3、光在空气、水中传播光路不清晰，红色激光在白色固体表面传播光路清晰。
五、实验操作步骤：
1、按照装配图把塑料板固定在容器中，在容器中倒入适量的水。
2、让激光笔的光沿塑料板上某根线斜射入水中，观察折射光线的情况。
改变入射光线的方向，观察折射光线的情况。
3、把塑料板沿竖向中间线向后折，使左右两面不在同一平面内，重复步骤2。
4、让激光笔的光沿塑料板垂直射入水中，观察折射光线的情况。
5、得出光的折射规律。
六、实验装置图：
器材处理：
把两块泡沫塑料截成大小合适的尺寸，恰好能固定塑料板。
在塑料板中间横向用笔划条横线，在塑料板中间用刀划一条竖向深痕，以便能把塑料板沿痕折一角度。
一、实验名称：
重力方向始终竖直向下的演示
二、实验设计思路：
“竖直方向”指的是与水平面垂直的方向，“重力方向始终竖直向下”就是指重力的方向在任何情况下都与水平面垂直，初中学生在学习和应用中由于认知和理解方面存在一些片面，容易把重力方向描述为“垂直向下”，特别是作在斜面上的物体所受的重力示意图的时候，很容易画成垂直于斜面向下，因此，如果能给学生演示出重力的方向始终与水平面垂直，学生就很容易理解和掌握“重力方向始终竖直向下”，基于这种教学需要，构想和设计出本实验。
三、实验目的：
通过实验让学生正确理解和掌握重力方向始终竖直向下
四、实验所用器材：
方形水槽一个、有刻度的匀直木条一根、有孔金属小球一个、细线一根、合适的木板一个、合适的钉子两根、适量的水
五、实验原理：
木条在水的浮力作用下绕钉子转动，静止时的位置就是水平位置，悬挂金属球的细线的方向就是金属球所受重力的方向，如果细线与木条垂直，就是金属球所受重力方向与水平方向垂直，即重力方向竖直向下。
六、实验组装及操作步骤：
（1）将匀直木条正中间打一小孔，孔略比钉子大一些，并尽量把孔打磨光滑。
（2）在木板适当高度的中央钉上一枚钉子，并将木条穿在钉子上，使木条能绕钉子在竖直面内自由灵活地转动。
（3）在木板上钉木条的钉子上方适当位置再钉一根稍长一些的钉子，在钉子上拴上用长度合适的细线穿起的金属球。
（4）将木板竖直放入方形水槽中，最好能和水槽固定在一起。
（5）在水槽中倒水，到水面在钉木条的钉子处为止。
（6）此时木条所处的位置就是水平位置，细线的方向就是小球所受重力的方向，很容易就能看出，细线与木条垂直，即小球所受重力方向竖直向下。
（7）将水槽放倾斜，木条在水的浮力作用下发生转动，静止后可以看出，木条的位置依然是水平位置，细线依然与木条垂直，即证明小球此时所受重力方向依然竖直向下。
（8）将水槽倾斜任意角度重复以上实验几次，每次细线都与木条垂直，即每次所受重力的方向都与水平面垂直，得出重力的方向始终竖直向下的结论。
七、实验注意事项：
（1）匀直木条的小孔应该尽量打在正中，并把孔打磨光滑，减小与钉子的摩擦，以免影响实验效果。
（2）在水槽中倒水时，倒到钉木条的钉子处最合适，多或少都会影响实验效果。
（3）木板尽量竖直放入水槽中，能和水槽固定在一起最好。
（4）木板颜色应该浅些，相当于背景，木条和细线应该颜色鲜艳些，那样比较醒目，易于让学生观察。
（5）木条的刻线应该与木条上下两边垂直，颜色为黑色最好。
2009年4月
初中物理创新实验设计方案（测量纸片下落的速度）
一、实验名称：
测量纸片下落的速度
二、实验设计思路：
实验“测量纸片下落的速度”所提供的实验器材有卷尺、秒表、纸片，但是采用这些实验器材总是发现纸片在下落的过程中忽左忽右的飘，下落的路线不是直的，容易碰到课桌或其它的物体而改变路线。
我就想找一种东西来代替它，起初想用气球，但发现更难控制路线，而且气球太大，放在实验桌上会引起学生的无意注意。
后来想这种东西应该还是用纸来做，因为如果采用铁球等密度较大的东西做实验的话，由于下落的时间太短无法测量下落时间，或者是测量出来的时间误差太大。
最后和同学们一起讨论想到用小时候玩过的三个纸条组成的“纸锥”来替代原来的纸片。
而且下落的时间可以通过秒表测出（由于实验室没有足够多的卷尺，可以利用人的身高这个已知条件，此时下落的时间大约是1．2秒）。
三、实验目的：
学会测量运动物体的速度。
四、实验所涉及的科学道理：
测量纸片（改成“纸锥”）下落的速度这个实验利用的实验原理是速度公式
。
把纸片改成“纸锥”，主要考虑它在下落时由于下部的形状不同，空气的流速也不相同，根据“在流体中，流速越大的地方压强越小”（伯努利原理），会产生压力差，导致“纸锥”下落时会顺时针或者逆时针旋转（具体旋转的方向是由安装时的顺序决定的）。
五、实验操作步骤：
（1）实验前要测量出同学的身高，作为“纸锥”下落的高度s，记录在实验表格。
（2）一位同学把30～50厘米长的刻度尺平放在自己的头顶，另一个同学按照这样的高度自由释放“纸锥”，同时开始记时，记下“纸锥”落地时所用的时间t，记录在实验表格。
（3）重复上述步骤两次。
（4）根据速度公式
计算出“纸锥”三次下落的速度，并计算出平均值。
六、实验装置或照片：
学生可以自制“纸锥”（剪三个完全相同的
左右的纸条，把每个纸条对折一次，然后连环套在一起，如图1所示，把三个“脚”向外抽紧，如图2所示）
七、实验所用器材：
“纸锥”一个，30～50厘米长的刻度尺一把，秒表一只。
八、实验效果以及其他需要说明的问题：
实验效果：
2005年12月14日前后在南京树人国际学校初二十二个班级中施教效果很好，解决了原来所用纸片下落不稳、路线不是直线，路程无法测量的缺点，而且实验器材制作方便、成本低廉、操作简单、学生感兴趣。
后来在鼓楼区其他学校初二物理教学中得到进一步的检验，各位同行一致反应较好。
具有较大的推广使用价值。
说明：
在制作“纸锥”时需要用硬度不要太大、密度较小的纸张，学生课堂练习纸最佳。
可以选择高个子同学的身高作为“纸锥”的下落高度，这样可以增加下落时间，减小时间测量上的误差，但是会导致矮个子同学很难判断刻度尺是不是水平的；用矮个子同学身高作为“纸锥”下落的高度，可以最大程度的使刻度尺保持水平，但是会使下落时间变短，这样测量的高度准确了，但是下落时间的测量误差会增大。
这样的分析过程可以通过学生的讨论完成。
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