初中物理实验设计——密度测量

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1、初中物理实验设计——密度测量学情分析本节是在学习了密度概念及其测量的基础上，进一步学习浮力的知后，如何设计实验测量物体的密度来解决实际问题，体现了“从物理走向生活，从生活走向物理”的新课程思想。对于初中的学生来说，物理实验很有趣，学生也愿意积极参与，但是如何设计物理实验就有一定的难度了。教师按照教材分析按部就班地进行理论的讲解，并将实验题举一反三进行考查时，学生通过一定时间的学习是可以掌握的。但是如果考查的实验题目不是教材上的实验，而是设计类型的实验，则需要学生将已学知识进行分类，选择正确的原理、适当的器材、优化的步骤来解决问题

2、，这时会让学生觉得没有头绪，产生物理难学的感觉。教学目标知识与技能1.学习“以图代字”的方式还原物理情景。2.掌握选择实验方案主要有三条原则。3.学习书写实验设计的步骤。过程与方法1.根据题目的条件，确定实验的原理。2.利用画图的方法分析物理情景。3.根据器材确定合适的实验方案，解决实验设计的问题。情感、态度与价值观培养学生严谨的科学态度，把密度知识与社会生活紧密相连。教学重难点重点：1.浮力在实验设计中的灵活运用。2.器材缺失但物体有一定特点引起的思考。难点：1.合适的实验方案的选择。2.利用浮力知识分析和解决实际问题。实验器

3、材：天平（含砝码）、量筒、弹簧测力计、小烧杯、大水杯、细线、水、细铁丝、保鲜膜等。教学过程：物理是一门以实验为基础的学科，当遇到实验设计类题目时同学们感觉没有思路或者设计思路混乱，在中考中失分较多，产生畏难情绪。老师根据多年教学经验，总结出了“三步走”实验设计法，并对典型题目进行分析，帮助同学们梳理解题思路，提高物理实验设计的能力。依据物理新课标的要求，初中物理教材的体系和形式也呈现出多样化的趋势。新教材更多地强调学生的亲身实践和探究活动,重视从自然和生活现象中引入物理问题,让学生在丰富的感性认识的基础上把握物理规律。设计类型的

4、实验是对原有实验知识的再认识和再加工，大致可分为：设计实验目的、设计实验原理、设计实验器材、设计实验步骤、设计实验记录表格等五方面；试题中一般会涉及到其中的一个或几个方面。学生在遇到这样的题目时，往往觉得没有思路，难度很大。应试过程中如果不能很好的应对，学生的情绪和状态都可能受到影响。针对这种情况，老师根据多年的教学经验，总结出了“三步走”实验设计法，供学生们参考，希望能起到事半功倍的效果。具体方法是这样的：1、确定原理，以图代字明确题目要求，也就是实验的目的，应用所学知识，广泛联系，看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过、与

5、哪些物理现象有关、与哪些物理量有联系。将已学的物理知识、物理规律、物理方法，在头脑中整理出简要的设计方案，并画出实验设计的示意图。2、甄选方案，挑选器材对于每一个实验目标，都可能存在多条思路、多种方案。我们应如何选择呢？一般来说，选择实验方案主要有三条原则：（1）简便性原则要求所选方案原理简单、操作简便，各量易测。（2）精确性原则选择实验方案时尽可能选用精确度高的实验方案。考虑该方案需要哪些实验装置，选择适当的实验器材，进行实验步骤的设计，用什么工具测量什么物理量，哪些是直接测量的，哪些是间接测量的，做到心中有数。（3）可行性原

6、则实验方案的实施要安全可靠，所需装置和器材要易于置备。3、梳理步骤，水到渠成在前两步的基础上，按照这样的格式：实验目的实验原理实验器材实验步骤实验表格实验结论，根据题目要求选择其中的环节，就可以着手进行实验设计了。特别注意在实验步骤中要写明用什么方法或工具来测量，标明测量的物理量名称，用正确的字母表示，若测量物理量相同，但对应的步骤不同，用角标进行标注区分。以下是老师对一些题目进行的分析，帮助同学们掌握“三步走”设计实验的方法，希望对学生们解题有所帮助。例题：为了测出普通玻璃的密度，请同学们利用普通玻璃制成的小瓶、量筒和适量的水

7、，设计实验并写出玻璃密度的表达式。第一步、确定原理，本题涉及的物理知识是密度，根据测量密度的原理，我们需要知道测量对象的质量和体积，而器材中恰巧没有天平，给我们的设计造成了一点儿小困难，进一步分析已有物品的特点，小瓶虽然是玻璃制成，但却是空心的，需要同学们联系浮力的知识，空心的物体可能会漂浮在水面上，以图代字，画出如图所示的主要设计步骤。同时，对物体进行受力分析，物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，由二力平衡的知识可得，重力大小等于浮力的大小，物体的重力中隐藏着其质量，浮力由阿基米德定律可以求出，水的密度已知，排开水的体积由

8、量筒刻度读出，困难迎刃而解。第二步、确定方案时要充分考虑到实验的简便性、精确性、可行性，我们让玻璃小瓶“先沉后漂”呢？还是“先漂后沉”？哪种方案可行性好，误差小，我们就选择哪种方案。同学们仔细想想就可以发现，如果选择“先沉后漂”，需要把玻璃小瓶先压入水中并从水中