八年级物理实验教全册.docx
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八年级物理实验教全册
九年级
物理实验教案
姓名:
二0年期
【实验课题】
声是怎样产生和传播的
【目的和要求】
认识声音的发生和传播。
【仪器和器材】
音叉(附共鸣箱),音叉槌,支架(吊着一个轻质小球)。
【实验方法】
实验一:
声是怎样产生
用音叉槌轻击音叉,音叉就会发出轻微的声音。
用音叉跟吊在
支架上的轻质小球接触,小球就会被音叉弹开(图:
略),表
明叉股在振动。
用手指轻轻接触发声的音叉,可以直接感觉它
的振动。
如果捏紧音叉的叉股,使它停止振动,就听不到声音
了。
说明一切发声的物体都在振动。
实验二:
声音怎样传播的
将音叉从共鸣箱上取下,用木、铁、铜、玻璃或其他物质做成
长约30-50厘米、直径与音叉手柄直径相同的杆,插在共鸣箱
上。
把敲击后的音叉手柄放在杆上(图1.54-2),共鸣箱发
出同频率的声响。
说明声音可以通过这些固体传播。
把装满水的量筒放在共鸣箱上,在音叉柄上套上一个直径比量
筒小1-2厘米的软木塞,把敲击后的音叉柄放入量筒的水里
(使塞子浸没1-2厘米)如图1.54-3所示。
共鸣箱也会发
出同频率的声响,说明声音可以通过水传播。
【交流与评估】:
略。
光反射时的规律
【提出问题】
用激光对平面镜照射,正对着照射、斜着照射,观察反射后的激光亮点,提出以下问题:
1、射向镜面的光反射后将沿什么方向射出?
2、反射光线和入射光线与法线的位置在同侧、异侧还是重合?
3、反射角和入射角的关系一定相等吗?
4、光的反射现象中,光路可逆吗?
【猜想或假设】
1、激光经镜面反射后,红色的亮点在正对镜面的身前,表明反射后的光线一定是沿原路返回。
2、激光经镜面反射后,红色的亮点位置不固定,表明反射后的光线沿着什么方向射出,无规律可循。
3、激光经镜面反射后,反射光线沿什么方向射出,可能与激光向镜面入射的角度有一定的关系。
4、反射角可能等于入射角。
【设计实验】
A.如图2-1所示,取一个平面镜M,一张可以绕轴ON水平转动的纸板EF竖直地立在平面镜上,纸板上的轴线ON垂直于镜面,保持纸板E、F在同一平面上。
B.在A实验基础上,让一束激光沿着纸板斜射向O点,同时把纸板F向后转动,观察反射光线,重复几次操作。
C.沿反射光线的反方向用激光入射到平面镜上,观察反射光线的位置。
所需器材:
平面镜、白纸板、激光笔、直尺、水彩笔、量角器
【进行实验】
1、在纸板上画出入射光线AO,反射光线OD的径迹,改变入射光的入射方向两次,用不同颜色的笔画出入射光线和反射光线的径迹,如图2-2。
实验次数
入射角i
反射角r
第一次
第二次
第三次
2、按上述实验设计中C分别进行实验,并将结果记录入下表中,如图2-3所示。
入射光线
反射光线
AO
BO
CO
DO
EO
FO
【分析和论证】
由于光在空气中传播我们看不见,无法观察到入射光线和反射光线,我们将激光笔贴近硬纸板,根据光的反射我们可以清楚地观察到入射光线和反射光线。
从实验记录中可以看出,入射光线和反射光线可以完全重合。
1、分析实验1得出的结论是:
入射光线和反射光线与法线在同一平面上,入射光线与反射光线分居在法线的两侧,反射角等于入射角。
2、分析实验2得出的结论是:
光路是可逆的。
【评估与交流】
1、坐在教室前排两侧的同学,常常会看不清黑板上的字,是什么原因呢?
2、人为什么能看到并不发光的物体呢?
平面镜成像的特点
【提出问题】
1、平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系?
2、物体在平面镜中成虚像还是实像?
【猜想或假设】
1、像与物体的大小是相等的。
2、像和物体分别到平面镜的距离是相等的。
3、像和物体的对应连线与平面镜垂直。
4、所成的像是只能用眼睛观测的虚像。
【设计实验】
该实验是要探究物体与它在平面镜中所成像的大小和位置关系。
而所成的像只能在平面镜中看到,其大小和位置并不能进行直接的测量,所以要通过一个外形完全相同的蜡烛来代替镜中的像来完成该实验。
所以,我们先取一块玻璃板,点燃一支蜡烛后立于玻璃板前,让蜡烛在玻璃板中成一个像,如图3-1所示。
然后,拿另一支蜡烛竖立在玻璃板后,前后、左右移动,直到蜡烛与像完全重合,并记下两只蜡烛的位置。
这样,像与物体的大小,以及物体与镜面和像与镜面之间的关系就可通过实验得到。
改变玻璃板前蜡烛的位置,再一次对实验结果进行验证。
所需器材:
玻璃板、大白纸、水彩笔、直尺、火柴、两支相同的蜡烛
【进行实验】
实验步骤:
1、在桌面上铺一张大白纸,在纸的中央处画一直线,在直线上竖一块玻璃板作为平面镜。
2、把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,观察它在玻璃板后面的像。
3、再拿一只同样的蜡烛在玻璃板后面移动,直到看上去跟前面那只蜡烛的像完全重合,这个位置就是前面那只蜡烛的像的位置。
4、在纸上记下这两只蜡烛的位置,用直线把每次实验中蜡烛和它的像的位置连接起来,用刻度尺测量蜡烛和它所成的像到玻璃板的距离,并记录于表中。
5、移动点燃的蜡烛的位置,按步骤1-4重做实验,也将测量结果与观察到的现象记录于表中。
物体的位置
物体到玻璃板的距离
像到玻璃板的距离
像与物大小比较
A
B
C
2、在一张白纸上用墨汁写上A、B、C三个字母,当墨迹未干时将纸对折,然后摊开,这样在纸上就有2个对称的图形,再将一块玻璃板沿纸的对折线垂直于纸面竖起放置,从玻璃板前进行观察,你会观察到的现象是什么?
由此你能得出怎样的结论?
【分析和论证】
1、从表中的测量数据可知,物体与像与平面镜的位置关系是:
物与像的连线垂直于镜面,且物到镜的距离等于像到镜的距离。
2、在实验中,两只蜡烛的外形完全相同,从而能将未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像完全重合,这说明了:
物与像的大小是相等的。
【评估与交流】
1、研究平面镜成像特点中,用玻璃代替平面镜的目的是什么?
2、在玻璃板的同一侧,某同学通过玻璃板看到了同一只蜡烛的两个像,产生这种现象的原因是什么?
凸透镜成像的规律
【提出问题】
照相机、投影仪里面都有凸透镜,放大镜本身就是凸透镜。
它们都是利用凸透镜使物体成像。
但是,照相机所成的像比被照的物体小,并且是倒立的;投影仪所成的像比物体大,也是倒立的;放大镜所成的像却是放大正立的。
这是为什么?
凸透镜成像是否有什么规律呢?
1、像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系?
2、物体通过凸透镜成像,在光屏上成放大、缩小的像是以什么位置为分界的呢?
3、实像和虚像是否都能用光屏接收?
【猜想或假设】
1、照相时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大,使用投影仪时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小。
看来,像是放大还是缩小的,可能与物体和像的相对位置有关。
2、无论是照相机还是投影仪(它们都成倒立的像),物体和像都在凸透镜的两侧,而放大镜(成正立的像)成像时,物体和像是在透镜的同侧。
看来,像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。
【设计实验】
1、拿一个凸透镜,用“太阳聚焦法”找出凸透镜的焦点,测出焦距。
然后透过凸透镜观察蜡烛的火焰,观察到的蜡烛能否用光屏接收,它比实际的烛焰大还是小,此时烛焰到凸透镜的距离满足什么条件?
2、从左到右依次在水平桌面上放蜡烛、凸透镜(焦距在10cm-20cm之间)和光屏,如图所示。
所需器材:
凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、刻度尺、光具座(或直接利用水平桌面)
【进行实验】
1、把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在屏上成一个清晰的像。
观察像的大小、正倒,分别测量物体、像到凸透镜的距离。
把蜡烛向凸透镜靠近几厘米,放好后重复以上操作,直到在光屏上得不到蜡烛的像。
继续把蜡烛向凸透镜靠近,进行观察。
怎样才能观察到烛焰的像?
像在什么位置(只需估测)?
像是放大的还是缩小的?
正立的还是倒立的?
按上述操作,把数据填入下表:
物体到凸透镜的距离u
像到凸透镜的距离v
像的大小(放大或缩小)
像的正倒
分析上表中的数据,按照探究开始时提出的问题,总结凸透镜成像的规律。
2、选取焦距为10cm的凸透镜,竖直立在水平面上,用一支点燃的蜡烛作为物体放在凸透镜的左侧,研究烛焰所成的像。
在凸透镜的右侧用一块白色的硬纸作屏,承接烛焰的像。
把蜡烛放在离凸透镜较远的位置,逐渐靠近凸透镜,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在屏上成一个清晰的像,观察像的大小,并用刻度尺测出蜡烛到透镜、光屏到透镜的距离,把观测的结果和测量的数据记录入下表中:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
物体到凸透镜的距离(cm)
50.0
35.0
22.5
20.0
18.0
15.0
12.0
光屏到凸透镜的距离(cm)
像的大小与物体的大小关系
像的大小变化特点
【分析和论证】
凸透镜成像的规律:
成像的条件
成像性质
应用
物体到凸透镜的距离(u)
像的正倒
像的大小
像的虚实
像到凸透镜的距离(v)
u>2f
倒立
缩小
实像
F 照相机 U=2f 倒立 等大 实像 V=2f F 倒立 放大 实像 v>2f 投影仪 U=f 不成像 0 正立 放大 虚像 v>u 放大镜 注意: (1)物体靠近焦点,物距减小,像距变大,像就逐渐变大。 (2)像的正倒、虚实、大小都是相对于物体而言的。 【评估与交流】 为什么有的时候无论怎样左右移动光屏,在光屏上都不能呈现烛焰的像,其原因可能是什么? 《探究串、并联电路的电流规律》教学设计 【提出问题】 节日里晚上绚丽多彩的小彩灯异常漂亮它们是如何连接的? 各个小灯泡的电流之间有什么关系吗? 提出问题: 大家猜想一下在串联电路中,通过灯泡L1和L2的电流之间又有什么样的关系呢? 并联电路中干路电流和各支路电流之间什么关系呢? 【教具准备】 实验仪器: 两种规格(2.5V和3.8V)的小灯泡各两只(共4只)、开关一个、电源(3V)、导线若干、学生电流表。 (共7组) 一、开放思想,大胆猜想 猜想1: 因为我们的串联在电路中灯泡一样亮,我们猜想串联电路电流处处相等。 猜想2: 我们猜想串联电路电流从负极往正极越来越小。 因为我们的灯泡靠近负极的比较亮。 二、设计方案、交流合作 前面大家有了猜想,讨论一下应该如何设计实验才能证实我们的猜想,各小组给出自己的设计方案。 方案: 测三个点的电流: ①电源正极和灯泡L1之间的电流;②灯泡L1和灯泡L2之间的电流;③灯泡L2和电源负极之间的电流。 师: 其它小组的同学是否还有其他的设计方案,是否还有补充? 补充方案: 我认为还应更换两个灯泡重复他们刚才的实验或者在电路中多接入几个小灯泡进行实验,这样实验更具有代表性。 最终方案: 使用电压不同的电源,粗细不同的导线,使用多个灯泡进行实验,测量A、B、C三点的电流。 四、进行分组实验,收集数据 教师提醒学生实验时要注意正确使用电流表,把实验结果如实地记录下来,填写在下面的实验记录中,并把实验中遇到的问题也记下来。 实验组数 A点的电流IA/A/ B点的电流IB/A C点的电流IC/A 1 2 3 五、分析数据,得出结论 师: 请大家分别分析一下实验数据,然后作出结论。 生: 串联电路中电流处处相等。 根据串联电路的电流关系的猜测和实验,我们来猜测和探究并联电路电流之间的关系。 (重复以上五个教学程序) 生: 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。 (板书) 师: 同学们,我们再想一想有没有更好更方便的测量方法吗? (课件展示) 六、评估交流、总结反思 通过实验,我们发现多数同学的实验做得准确,向你们的大胆猜测和成功的验证表示祝贺! 其他同学的敢于猜想,敢于发表意见,同样值得我们学习。 通过本节课的学习,我们学会了分析问题解决问题的方法,逐渐形成了自己的思路;对于本节课,大家还存在什么疑问和还想知道的问题呢? 探究串、并联电路中电压的规律 提出问题 前面我们学习了串、并联电路中电流的规律,那么电路中的电压又有什么规律呢? ●教具准备 电池组、小灯泡(带座)、开关、导线若干、投影仪. 一、开放思想,大胆猜想 猜想1: 因为我们的串联在电路中灯泡一样亮,我们猜想串联电路电压处处相等。 猜想2: 我们猜想串联电路电压从负极往正极越来越小。 因为我们的灯泡靠近负极的比较亮。 二、设计实验 [师]各组可以简单说明你们的设计方案. 第一组: 我们计划用三节电池,选择两只完全相同的灯泡,分别测出每只灯泡两端的电压和两只灯的总电压进行比较. 第二组: 我们组选择两只不同的灯泡,选三块电压表,同时测量每只灯泡和两只灯泡的电压,比较结果. 第三组: 我们组选择三只差别较大的灯泡,分别测量每只灯泡的电压,每两只灯泡的电压和三只灯泡的总电压. 第四组: 我们计划选四只灯泡,两只一组,先将两只灯泡串联接入电路,分别测每只灯泡的电压和两只灯泡总电压.然后再换上另外两只灯再次测量.(通过投影展示)这是我们的实验电路,这是我们设计的实验数据表格. 第五组: 我们想选择两只灯泡,一块电压表,像测电流那样分别测出A、B、C各点的电压,然后进行比较. [师]老师觉得同学们的设计都很好.不过要提醒大家一点,你的设计一定要有书面的内容,你要怎么做(同学们刚才已谈到的),你是怎么做的(要按电路图测量),你得出了什么样的结果(要有实验记录).以便于自己检查和与别人交流做更好的改进. 各组同学补充设计实验电路和实验数据表格. [师]电压表应该如何连接在电路中? [生]电压表应并联在被测电压的两端. [生]我们知道了,测电压不能像测电流那样将电流表接在某一点,测该点电流.应将电压表并联在被测电路的“两”点间,测出来的是“两”点间的电压. 三、进行实验 (学生分组实验,教师巡视指导) 要求同学们注意仪器使用的规范性.特别是电压表正、负接线柱连接正确,量程要选择合适,读数时要弄清分度值,读数准确.原始数据的记录要实事求是如实记录,不许随意改动.实验中出现的问题要记录下来,以便查找、分析原因. [分析和论证] [师]同学们认真分析你们测量出的数据.测量结果说明了什么? 你得出了什么样的结论? 和你原来的猜想一致吗? [生]我们用的是两只完全相同的小灯泡,测出每只小灯泡两端的电压相等,并且每只灯泡两端电压的和与测出的两只灯泡的总电压几乎相等. [生]我们用两只不同的灯泡串联,测出每只灯泡的电压不同,但两只小灯泡两端电压的和等于电源电压. [生]我们用的是三只差别较大的小灯泡,测出来每只灯泡的电压都不同,但每两只灯泡电压的和都和直接测得的这两只灯泡的总电压相等,三只小灯泡电压的和几乎等于电源电压. [生]我们先用两只小灯泡测,然后又换了两只不同的小灯泡测.尽管测出的四只小灯泡的电压都不一样,但前一次测量的两只小灯泡电压的和与第二次测量的两只小灯泡电压的和几乎相等,且都差不多等于电源电压. [生]做完串联,我们还将两只小灯泡并联起来,分别测它们的电压,结果电压表指针指的是同一个位置. [生]我们也测并联了,相同的两只小灯泡电压相同,不同的两只小灯泡电压也相同. [生]我们从两只灯泡并联开始,一直增加到四只小灯泡并联,测出来的结果几乎不变. [生]我们在原来两只小灯泡串联的基础上给其中的一只灯泡并联了第三只小灯泡,结果并联的两只小灯泡两端的电压相等. … [师]同学们这种勇于探索的精神非常好,归纳大家的实验,可以得到一般结论吗? [生]不管怎样选择灯泡,不论如何进行测量,尽管测出的数据不相同,但是有一个共同点就是同一个串联电路中各个灯泡两端电压的和等于这几个灯泡两端的总电压且等于电源电压. [生]通过实验可以得到结论: 串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和. 并联电路中的总电压,等于各个支路两端的电压,各支路电压相等. [评估与交流] [师]同学们发现了这么多的问题,说明大家一定是很认真地去做了.养成好的习惯要比得到一个正确的结论更重要,希望同学们以后继续努力.刚才提到的问题,请同学们互相讨论,看能不能找出问题的原因. 通过我们这次的探究活动,同学们了解了研究问题的一般方法: (同学们一起总结) 提出问题——猜想或假设——制订计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评估——交流与合作. 探究电阻、电压、电流三者的关系 [猜想和假设] 1.电流和电阻成反比. 2.电流和电压成正比. [设计实验] (一)设计思想 根据我们的猜测,现在已知道定值电阻的阻值是已知的且不改变,干电池的电压值也是已知的,每节1.5V.把定值电阻连入电路,用电流表测出电路中的电流值,用电压表测出定值电阻两端的电压,就可以知道电阻、电压、电流的数量关系,换用不同阻值的定值电阻及改变干电池组电池的节数进行多次测量,就能得出电阻、电压、电流关系的一般规律. (二)实验电路 根据实验思想,画出如下电路图: (三)实验数据表格 实验次数 电阻R(Ω) 电压U(V) 电流I(A) 1 2 3 4 5 6 (四)实验器材 根据实验思想及所画电路图,选择如下器材: 电池组、定值电阻(三个不同阻值)、电流表、电压表、开关各一个,导线若干. [进行实验] 步骤一: 按设计好的电路图正确连接实验电路. 步骤二: 先保持电池组的电池节数不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻接入电路,合上开关,读出电压表和电流表的读数,将数据依次填入第一、二、三次数据表中. 步骤三: 保持定值电阻不变,改变电池组电池节数(分别为1节、2节、3节),合上开关,分别读取三次电流表、电压表的数值,依次填入第四、五、六次测量数据表中. [分析和论证] 分析由实验得到的数据 1.第一、二、三次测量中电压基本不变,电流随着接入电阻值的增大而减小,但每次电流值和电阻值的乘积都近似等于电压值,甚至有一次完全相同. 2.第四、五、六次测量中,电阻的阻值不变,随着电池组节数的改变,电压表指示数值几乎成倍地增加,但每次都很接近电池组的电压.电流表的指示数也几乎成倍地增大,并且和电压增大的倍数相同.每次电压除以电流的值都近似等于电阻的值. 综合以上分析结果,可以得到结论,我们的猜测是正确的.电流I,电阻R,电压U的关系是: 电阻越大,电流越小;电压越大,电流越大. [评估] 从实验的过程和结果看,尽管数据之间不是完全吻合,但基本能反映规律,所以测得的数据和结论是可靠的. 实验过程中不太完美的是: 操作过程中读完数做记录时没有及时打开开关,可能会浪费电;在更换变阻器和电池组电池时,也没有打开开关,这也是不允许的. [疑问] 测量过程中,电压表每次测量的值和电池组电压值几乎相同,是否可以不用电压表测量,直接由电源电压读出来? [师]对同学的表现给予充分肯定,引导同学们对探究过程及问题进行积极交流. 测量小灯泡的电阻. 1、提出问题: 我们能用电流表测出电流,也能用电压表测出电压,那么怎样测出电阻呢? 二、实验原理: 根据欧姆定律I= ,推出R= ,计算灯泡电阻R. 实验电路: 实验器材: 小灯泡: 额定电压______V. 滑动变阻器: 最大阻值______,允许通过的最大电流______;电源: ______V;开关、导线若干. 三、实验步骤: 1.按电路图连接实物电路.连接电路时,开关应断开.大致估计电流表、电压表测量的最大电流值和最大电压值,选择合适的量程接入,如不能估计,则要选择量程较大的接线柱接入. 2.检查电路无误后,将滑动变阻器滑片调至滑动变阻器阻值最大的位置. 3.合上开关,并迅速打开开关(——试触),在开关合上的瞬间观察电流表、电压表指针的变化,判断电表连接是否正确(有无接反),电流表、电压表量程连接是否合适(量程大,还是小). 4.根据试触的情况,调整电流表、电压表接入电路的量程,确保电压表、电流表连接正确. 5.合上开关,移动滑动变阻器的滑片.改变被测小灯泡两端的电压,测出通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压,分别记下三组对应的电流和电压的数值,将测量的电流和对应的电压值,填入数据表格对应的空格内. 注意: 在移动滑动变阻器的滑片测量时,应先将滑片移在小灯泡额定电压值的位置上,先测出额定电压对应的电流值,再使小灯泡两端的电压逐次降低,测出对应的电压和电流值(弄清楚如何移动滑动变阻器滑片可以使其电阻值增大或减小).在读取电流表、电压表数值时,要先弄清楚电流表、电压表接入电路的量程以及该量程下每一大格、每一小格代表的数值.读数时,眼睛正对刻线,确保读数正确. 6.根据欧姆定律I= 的变形公式R= 算出小灯泡的电阻并求出其平均值.作为所测小灯泡的阻值. 数据表格及记录: 实验次数 电压U(V) 电流I(A) 电阻R(Ω) 1 2 3 小灯泡电阻的平均值: = 四、分析与论证: 略 五、评估与交流: 略 第三节测量小灯泡的电功率 一、提出问题: 我们能用电流表测出电流,也能用电压表测出电压,那么怎样测出小灯泡的功率吗? 2、猜想与假设: 1、小灯泡的功率与电流有关吗? 2、小灯泡的功率与电压有关吗? 三、教具准备 电源(电池组)、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(带灯座)、开关、导线若干、投影仪. 四、实验目的: 测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率. 五、实验原理: 根据公式P=UI,测出灯两端电压和通过灯泡电流,计算出小灯泡的电功率. 六、实验电路: 根据实验的目的和原理设计如下电路. [说明]用电流表和电压表分别测出通过小灯泡的电流和其两端电压,因为要测量不同电压下的功率,所以电路中要接入滑动变阻器,用来改变小灯泡两端电压. 4.滑动变阻器: 最大阻值___________Ω,允许通过最大电流___________A. 5.电源___________V;6.开关;7.导线 [说明]电源的选择应考虑小灯泡的额定电压,选择大于小灯泡额定电压的1.2倍,但不能过大. 实验数据(记录)表格: [实验步骤] 1.按电路图连接实物电路. 2.合上开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压,观察小灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数. 3.调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍,观察灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数. 4.调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压低于额定电压,观察并做记录. 5.断开开关,整理实验器材. 七、分析与论证: 略 八、评估与交流: 略
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