高中物理实验拓展（施安兵）

一、课程介绍

物理学是以实验为基础的一门学科，在物理学中许多物理规律得出来源于实验，许多假说、推论的证明也都需要实验。2005年9月份出版的《物理学世界》刊登了物理学史上排名前10位的“最美丽”的十大实验。令人惊奇的是这十大实验中的绝大多数都是科学家独立完成的，最多有一两个助手。并且所有的实验都是在实验桌上进行的，没有用到什么大型计算工具比如电脑等，最多不过是把直尺或者是计算器。而这些实验中的大部分，利用我们高中的物理知识就可以领略到其中的奥妙。

在高中物理中，实验操作和理论知识应当占有同等重要的地位，但是通常情况下由于实验条件和课程时间的限制，我们接触物理实验的机会还是十分有限。本课程试图在我们原有学生实验的基础上，增加一些经典实验的介绍，通过一些有意义的设计性实验来拓展同学们的思路和视野，提高我们的实验设计和操作能力，将所学的理论知识与实践操作与应用更好地结合起来，提高对理论的理解。

    二期课改引入数字化信息系统，利用计算机传感器完成物理实验，使得实验手段更加先进，操作更为简便，DIS实验广泛采用图像法处理实验数据，提高了实验的精度，让我们有可能在更短时间内以更高的精度完成一个实验的操作。DIS软件分专用和通用两部分，其中专用部分与教材实验相配套，本课程的一些设计性实验需要使用DIS通用软件完成。

二、教学模式

    本课程采用“讲讲-----议议------做做”的模式，由老师介绍一些物理实验的理论知识、一些经典实验的设计思想和基本原理；对一些高中课程范围内的一些实验课题进行拓展研究，分析讨论，设计方案，付诸于实践操作，加深对实验和理论的理解。

三、学习评价

    每两到三课时需完成一个电子版的实验报告，大约需要完成2-3次作业，考核依据我们所完成的报告质量及我们上课的出勤率。

四、学员要求

    由于我们的课程需要一定的高中力学和电学基础，课程对象为高二年级同学。由于涉及到实验器材的安排限制，每个班人数20人左右。

五、课程内容目录如下：

1、实验基本理论的介绍，

物理学史上十个最美实验

2、地球半径测量的几种方法

3、伽利略对自由落体运动的研究、

设计性物理实验的设计原理，

DIS通用软件的使用

4、用光电门传感器、单摆测重力加速度。

5、测定动摩擦因素μ的几种方法

（1）平衡法测动摩擦因素；

（2）加速法测动摩擦因素；

（3）能量法测动摩擦因素；

6、实验：用力传感器测定动摩擦因素μ

7、测定固体的密度ρ的几种方法

（1）利用比重瓶测定不溶于水的粉末的密度。

（2）气体定律对于温度、体积和压强的测定；

（3）压强传感器测定大米的密度。

8、实验：压强传感器测定大米的密度

9、测定电阻R的几种方法

（1）伏安法测电阻，内外接、控制电路的连接；

（2）描绘小灯泡的伏安特性曲线；

（3）电源输出功率与外电路电阻的关系曲线

10、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线、

描绘电源输出功率与外电路电阻的关系曲线

11、电源电动势ε和内阻r的测定各种方法

（1）伏安法测定电源电动势和内阻

（2）电压表电阻箱法测定电源电动势和内阻

（3）电流表电阻箱法测定电源电动势和内阻

12、实验：多种方法测定电源电动势和内阻

13、密立根油滴实验的理论介绍

14、光的干涉实验的理论介绍