第一篇：物理数字化实验讲稿(许显红)
DIS数字化实验系统在物理教学中的应用
讲稿
（ALT+TAB进行PPT和软件之间的切换）
各位领导、各位专家、各位同行，下午好！很荣幸为大家介绍我校DIS数字化实验在物理教学中的应用，借此抛砖引玉，如有不当之处，还请多多指教！
一、介绍PPT第1页——第7页
二、介绍DIS的特点 1．实验过程“可视化”
实验过程可视化包括实验过程空间可视性和实验过程时间可视性。
物理实验中，空间上细微过程人眼难以观察，一般借助于显微镜可以实现细致的观察。时间上细微过程难以捕捉，难以记录，是物理实验的一个难点，瞬间变化的可视化尤其是难点。例如初中的路程和时间的关系，响度、频率、音色不同的声波图象特点；高中阶段的碰撞与缓冲、弹簧振子的运动，电容充、放电电流i-t关系等等，这类实验以往一般只能定性讲述，或者用多媒体软件进行模拟演示。
怎样突破这个难点呢？传统的实验仪器由于人眼观察与手工记录的断续性，确实难解决这个问题。数字化实验通过与计算机连接的传感器实时采集数据，记录数据，实现了时间上细微过程的实验过程数据自动记录，相当于用传感器和计算机代替人眼、手、纸和笔记录数据，实现了数据记录的时间连续性，实现了瞬间变化“可视化”。例如将传感器技术引入声波图象教学，就可以在很短的时间内清晰地记 录下各种响度、频率和音色的图像，同时组合到一张图片中，便于让学生直观地看到它们的特点。当然用传统的示波器也能研究声波的特点，实际教学中，往往有很多老师嫌麻烦，而用课件来展示，失去了物理实验的可信度。
（教师演示操作过程，注意“保存图象”是指在同一个图中重合多个对比图，“保存为”是将每一次的图保存为图
1、图
2、图3等，自动组合到实验报告中。）
2．数据采集“智能化”（1）表现之一是“自动化”
系统配置的软件可以设置采集器的各种参数，实现数据采集的自动化。功能强大的数据采集器可以自动把整个实验过程中物理量的变化完整的记录下来，存储在数据文件中。
（2）表现之二是“实时化”
由于采用计算机自动控制，系统能够在很短的时间内采集和处理大量的数据，同时将数据反映成图象，使实验结果更加直观。
（3）表现之三是“并行化”
数据采集器能同时接入四只相同的传感器或四个不同的传感器，能同时采集多个相同或不同种类的物理量，实现数据的同步并行采集。
实例：海波与石蜡的熔化实验：本实验极不容易成功，对管内外温度的控制要求较高；另外很难同时让两个实验共同进行；用常用温度计测出的数据误差也较大。所以我采用了数字化实验，使实验得到了很好的控制。（展示：海波实验的图片）3．数据处理“智能化”（1）“智能化”地进行实验重演
软件提供了回放功能，只要调用相应的实验模板和数据文件，就能够实现实验的重演，学生可以随意定格展示、随意缩放DIS实验图线。
（软件界面操作演示文件的保存、坐标的缩放）（2）“智能化”地进行数据拟合
软件不但提供了对数据求平均值、求最大值、求最小值的功能，而且提供了数据拟合功能，图线面积求法──积分运算功能，和自定义运算功能。
（软件演示）
（3）“智能化”地创建实验报告
软件可以创建各种文档，如实验指导文档、实验报告文档、数据处理结果文档等。
（软件演示）
三、DIS反思：
（一）优点： 1．教学内容广泛．
物理学中的力、热、声、光、电、磁等方面均有相应的探头进行相关实验，甚至化学、生物等学科均有相应的探头和软件。
（点击软件中的“初中物理”、“初中化学”等按钮，展示各个实验名称。）2．教学方式创新：增添了一种现代化实验教学手段。数据采集器已在实际的现代生产、生活中得到了广泛的应用。数据采集器在中学物理实验的应用，使学生能提早接触和熟悉数据采集器，适应时代要求。
3．教学效果显著
数字化实验设备的使用使原来不容易实现的实验或者无法定量分析的实验均能顺利完成，大大激发了学生的兴趣，活跃了课堂气氛，提高了教学效率。
4．教学真实性强
以传感器为主的数字化实验室仍以学生的真实实验为基础，很好地抓住了信息处理的三个重要环节（采集、处理和表达），从而有效实现了信息技术与理科学科实验的整合。
（二）缺点：
1．设计数据采集和处理软件时，没能完全了解中学理科教学实验的要求。系统只一味地突出现代化特点和数据处理的智能化。
2．传感器的精确度、采样率问题。
如距离传感器，它的原理都是基于测量超声波脉冲传播的时间，然后根据声速算出距离．据我所知，这里所用的超声波，波长都是厘米级的，那么分辨率应该不可能比厘米还小很多。曾设想用它来反映物体表面的微小形变，结果失败。
再比如：不少产品的最高采样率（每秒采集的数据个数）是1000个/s，以这样的采样率用声音传感器来记录一支频率384Hz的A调音叉的声音振动图线，就完全不可能了。
四、结束语
现在的数字化实验系统有这样强大的数据采集和处理能力，几乎可以完成中学理科教学中的大部分实验。但我个人认为，对一种新的技术，应该既看到它的长处，也看到它的不足；既要弄清楚它适合做什么，也要弄清楚它不适合做什么．例如做力的合成分解实验，力的大小用弹簧秤来测量就比用力的传感器来测量要方便且直观得多
又如稳恒电路中电流、电压的分布，而且只是采集少量的数据，也没有必要用电流、电压传感器来代替普通的指针式电表。
再如在中学这样一个基础教育的阶段，传统实验方法的训练对学生实验能力、科学素质的培养是必不可少的．尽管数字化实验系统有强大的数据处理功能，学生仍应首先学会设计实验图表，在图表中手工标定数据点，正确地作出实验图线。
总之，数字化实验室对转变学生的学习方式、提高实践能力、培养创新精神等方面是值得肯定的。数字化实验设备的在中学物理教学中的运用，无疑是一场新的革命，对于教学理念、教学过程、教学内容、教学方式、教学效果等都会产生深刻的影响。
第二篇：物理数字化实验中出现的待解决问题
物理数字化信息系统实验过程中存在的问题
一、教师端和学生端的控制转换操作如何进行？（上次来的专家没给我们演示
一下，我们还是操作出现困难）
主要问题是：
1、教师主机对学生分机控制与交流，2、学生提交作业和批阅
3、教师端给学生反馈的信息回复
4、如何在大屏幕上展示学生提交的作业出现的问题
二、通过几个实验的操作发现的问题：
实验1 静摩擦力研究
【实验装置示意图】
【实验中出现的问题】
1、实验采集的数据图像比较粗糙，是一簇纠缠在一起的“麻绳”状粗线条，如图：
2、实验配套的摩擦块只有2块（各为100g的金属扁盘），这样得到的f-FN图像数据点只有
12个，理论上无法严格证明滑动摩擦力f和正压力FN的线性关系。（我们解决的方案是在扁盘上加放50g的砝码，从1个加到3个，这样可以增加数据点的个数）。
3、根据实验表格中的数据，通过电脑自动拟合得到的f-FN图像虽然符合很好的线性关系，但是直线并没有过原点，这样就无法解释f＝μFN的正比例关系。如图：
实验2 从v-t图求加速度
【实验装置示意图】
【实验中出现的问题】
1、试验采集的数据图像不够平滑，一开始有反向图线，或者有突然“跳动”的图线。跟说明书上示范的图像有很大差距。
实验说明中的示范数据图像
我们实际操作的数据图像
实验3 分压与限流
【实验中出现的问题】
按照说明书上此实验需要两个电压传感器，但是实际只给配了一个电压传感器，所以该实验无法正常操作。
实验4测定小灯泡的伏安特性和测定电源电动势内电阻，实验过程中存在问题：
1、质量不稳定：
2013年9月实验的过程中，有大部分电流传感器和电压传感器质量不稳定，用一下就出问题了，使用过程中发现实验时有时存在一些莫名的错误提示，有时只能用重启电脑来解决，有时重装那个系统实验文件才能解决问题，所以在实验过程中可能会出现一些不确定因素影响实验的进行。
2、用传感器做实验就象用电脑一样偶然因素太多，可能因软件或其他原因导致实验过程中出错或死机。
3、传感器在操作中有时会出现不计数现象，不是接触不良的问题，需要把程序重新启动就计数了，是什么原因？
4、电学实验欧姆定律的实验中，在计数和处理图像拟合时，有时图像会跑到第三象限调不过来？
实验5利用双缝干涉实验测定波长
在双缝干涉实验中，在得到干涉图样后，根据公式计算波长时数据输入不进去，得不到最终数值结果
实验6《平抛运动》的实验
实验质量不稳定：2013年4月实验的过程中，有时数据采集不到 在数据采集和操作上需培训
实验7《运动的合成和分解》的实验
实验装置组装不成功，装置样本图太简单，老师们装不起来
第三篇：实验讲稿
总论、链霉素毒性、肝脏在药物代谢中的作用
一、药理学实验课的目的和要求：
（一）目的：
（1）
使学生掌握进行药理学实验的基本方法，了解获得药理学知识的科学途径
（2）
验证药理学中的重要基本理论，更牢固地掌握药理学的基本概念。
（3）
培养对科学工作的严肃的态度、严格的要求、严密的工作方法和实事求是的作风，并初步具备客观地对事物进行观察、比较、分析、综合和解决问题的能力。
（二）要求：
（1）
实验前做好预习工作，结合实验内容，复习有关药理学、生理学和生物化学等方面的理论知识，并领会实验设计的原理。
（2）
实验时认真操作，仔细观察，并做好实验记录。
（3）
实验后整理实验结果，并进行分析思考，认真书写实验报告，并做好实验室的清洁卫生，关好水、电。
二、实验设计的基本原则
（1）
重复性
（2）对照性（3）随机性
三、药理学实验的一般方法和技术
（一）实验动物选择的原则和方法
1、首先要根据实验的目的选择实验动物
2、选用来源清楚、遗传背景明确的实验动物
3、选用容易获得、价格便宜、易于饲养与管理的实验动物
4、必须注意实验动物种类、品系的质量及健康状况是否良好
5、选用人畜共患疾病的实验物物和传统应用的实验动物
（二）实验动物的选择：
常用的实验动物有蛙、蟾蜍、小白鼠、大白鼠、豚鼠、家兔、猫、狗。常根据不同的实验目的和要求选用不同的实验动物，所选用的动物必须能较好地反映试验药物的选择性作用并符合节约的原则。
蛙和蟾蜍：离体心肌，观察药物对心脏的作用。坐骨神经和腓肠肌，观察药物对周围神经肌肉或横纹肌的作用。
小白鼠：
1.小鼠属于脊椎动物门，哺乳纲，啮齿目，鼠科，小鼠属动物。2.成熟早，繁殖力强。3.体形小，易于饲养管理。4.性情温顺，胆小怕惊。5.对外来刺激极为敏感。6.便于提供同胎和不同品系动物。7.喜居于光线较暗的安静环境，习于昼伏夜动，喜欢啃咬。8.体小娇嫩，不耐饥饿，不耐冷热，对环境的适应性差。9.成年雌鼠在动情周期不同阶段阴道粘膜可发生典型变化。适用于需要大量动物的实验，如药物筛选，半数致死量，药物效价。大白鼠：与小白鼠相似，一些在小白鼠身上不便进行的实验可用大白鼠。
豚鼠：易致敏，常用于平喘药和抗组胺药的实验。
家兔：观察药物对心脏、呼吸的影响及农药中毒和解救实验。
猫：血压稳定，常用于血压实验。
狗：观察药物对心脏泵功能和血流动力学的影响，心肌细胞电生理研究、降压及抗休克药的研究
（三）常用的药物给药途径
1、经口给药（灌胃）
2、皮下注射
3、肌肉注射
4、腹腔注射
5、静脉注射
（四）实验动物的捉拿和给药方法
小白鼠：
捉拿法：右手提起尾部，放在鼠笼或其他糊糙面上，向后上方轻拉，迅速用左手食指和拇指捏住小鼠颈背部皮肤并以小指和手掌尺侧夹其尾根部固定于手中。给药法：
（1）
灌胃法：左手捉拿小鼠后，使口朝上，颈部轻轻拉直，右手持吸有药液的注射器，将灌胃针头从口角插入口腔，沿上腭向食道轻轻推进，如遇阻力应抽出灌胃针管重插。当推进约2－3公分时，动物安静，呼吸无异常，即可将药液缓缓推入。0.1-0.3ml/10g。
（2）
腹腔注射法：左手捉拿小鼠后，使腹部朝上。右手持盛有药液的注射器，自左腹下部插入，针头与腹壁的角度呈45度。针头进入腹腔时可有抵抗力消失感。先回抽一下无气泡或血后，轻轻推入药液。0.1-0.2ml/10g。
（3）
皮下注射法：左手捉拿小鼠固定头部，然后用左手无名指及小指将小鼠左后肢及背部压在掌面，右手持注射器，自头侧背部插入皮肤，注入药液。拔针时，轻捏针刺部位片刻，以防药液溢出。注射量0.05－0.25ml/10g。
（4）
肌肉注射法：将小鼠捉住，固定左后肢，将注射器插入大腿肌肉，在注射前，应回抽针栓，如无回血，则可给药。注射量一般为0.2ml/次。
（5）
尾静脉注射法：将小鼠置入特别鼠筒中，尾巴露出。用酒精棉球擦拭使尾血管扩张。以无名指和小指夹持尾尖，用中指托起尾巴，使之固定。选其一侧尾静脉穿刺。如针头在血管内，推注药液无阻力。否则皮肤隆起发白，阻力增大，此时应退回针头重新穿刺。注射量0.05-0.2ml/10g。家兔：
捉拿法：以右手抓住头颈部皮肤，左手托起臀部，使兔在实验者手中呈自然匐状即可。给药法：
（1）
腹腔注射法：同小鼠。
（2）
静脉注射法：一般采用耳缘静脉给药。先将家兔固定于兔箱内，拔去注射部位的兔毛，用酒精棉球涂擦耳缘静脉皮肤使血管扩张。以左手食指放在耳下将兔耳垫起，并以拇指按住耳尖部。右手持带有6号针头的注射器，尽量从血管远端刺入血管。注射时针头先刺入皮下，向前推进少许，然后刺入血管。针头刺入血管后再稍向前推进，轻轻推动针栓，若无阻力和局部皮肤发白隆起现象，即可注药。否则应将针头退出，再重新刺入血管。注射完毕，用棉球压住针眼，拔去针头。
（五）实验动物的取血方法
（1）
小白鼠、大白鼠的取血方法:
颈动静脉和股动静脉取血：将动物麻醉，暴露相应的血管，用注射器从血管中抽血或剪断血管，从血管外吸血。
心脏取血：动物仰卧位固定，用连接有4－5号针头的注射器在左侧第3－4肋间于心搏最强处穿刺，当针刺入心脏时，血液由心脏收缩的力量自动压入注射器中。也可开胸直接将注射器针刺入心脏抽取血液。
尾尖取血：即剪断尾尖，让其自行流血，依取血量的多少与次数处理方法不同。量需要较多时采用麻醉动物并辅以尾部按摩或加温浴。需多次采用时可分次剪尾。
眶动脉或眶静脉取血：先将动物倒挂压迫眼球，使眼球突出充血后，以止血钳迅速摘取眼球后，眼眶内很快流出血液，将血滴入预先加有抗凝剂的玻璃器皿内，直至不流为止。一般可取动物体重的4%－5%血液量。用毕动物死亡，只适于一次使用。
断头取血：用剪刀剪掉鼠头，立即将鼠颈向下，提取动物，并对准已准备好的盛血容器，则鼠血从颈部皮肤很快滴入容器内。
（2）
兔取血法：
心脏取血：在心搏最明显处取血。部位是胸骨左缘第3肋间隙旁约3mm处进针。
耳缘静脉取血：局部去毛，用酒精涂擦，使血管扩张，然后以粗大针头插入耳缘静脉取血。
颈动静脉和股动静脉取血：同在、小白鼠的方法。
（六）实验动物的处死方法
实验结束后，常须将动物处死，常用方法如下：
颈椎脱臼法：本法适用于小鼠，用手指压住小鼠的后头部，捏住鼠尾，用力向上牵拉，使之颈椎脱臼致死。
空气栓塞法：用注射器将空气急速注入静脉，可使动物死亡。心脏取血法：用粗针头一次大量抽取心脏血液，可到动物立即死亡。
大量放血法：处死狗时常用此法。操作用在股三角区横切约10cm长的切口，切断股动脉和股静脉。血液立刻喷出。此时可同时用自来水冲洗。动物可在3－5分钟死亡。其它方法：蛙类可断头处死，也可用探针经枕骨大孔破坏脑和脊髓处死动物。
四、处方
（一）处方的结构
处方包括下列几项：
1、病人的姓名、年龄、科别、处方日期、门诊或住院号
2、处方笺上常印有R的符号，它是拉丁文Recipe的缩写，意思是“请取”。
3、药名、剂型和份量：药名和份量应一起写，每药写一行。剂量和份量写在药名的右侧。药物的用量，固体以克（g）为单位，液体以毫升(ml)为单位。一般情况下，克(g)与毫升(ml)不必写出，其它单位，如：毫克(mg)、微克(μg)、国际单位则须注明。药量小于1单位时，在小数点前必须加零，整数后加小数点和零，以免出差错。
4、调配方法和用法：必要时必须写清调配方法。用法包括每次剂量、每日用药次数、给药途径与给药时间。
5、处方医生签名。
（二）处方的注意事项
1、处方必须认真、严肃。字迹要清楚，不得任意涂改。不得用铅笔书写。
2、药品名称一律使用经正式注册的药名或国际非专用药品名称，不可使用含义不清未经公认的药名缩写，以免造成误解或药名混淆。
3、用药方法的文字说明应准确明了。药量不应超过中国药典的极量。因特殊需要超过的，应加签医生姓名，或用“！”号示意。
4、急诊处方，须立即取药的应在处方上写“急”字。
5、处方开好，核对无误后，才可交与病人。
6、开写英文处方时，制剂名放于药名后，而拉丁文处方时，制剂名置于药名前，药名一般用第二格。
肝脏功能状态对药物作用的影响
1、目的：观察肝功能损害时戊巴比妥钠作用的影响。
2、原理：四氯化碳是一种肝脏毒物，其中毒动物常被作为中毒性肝炎的动物模型，用于观察肝脏功能状态对药物作用的影响。
3、材料：小鼠2只、鼠笼、天平、注射器、5%四氯化碳油溶液、0、25%戊巴比妥钠溶液。
4、方法与步骤：
在实验前48小时先取小鼠2只，皮下注射5%四氯化碳油溶液0.1ml/10g，造成肝脏损害。实验课中取注射过四氯化碳的小鼠和正常小鼠各1只，同样腹腔注射戊巴比妥钠50mg/kg（即0.25%的溶液0.2 ml/10g）。观察动物反应。记录各鼠的翻正反射开始消失时间和恢复时间。注射过四氯化碳的小鼠与正常小鼠的麻醉作用开始时间及麻醉持续时间有无显著差别。
5、结果
动物 甲鼠 乙鼠
给戊巴比妥时
间
麻醉开始时
间
麻醉恢复时
间
麻醉持续时
间
6、结论：肝损害鼠较正常鼠麻醉出现更早、持续时间更长。
7、实验结束后进行讨论，肝脏的功能状态对药物作用究竟产生什么样的影响？为什么？
链霉素的毒性及氯化钙的对抗作用
1、目的：观察链霉素对小白鼠的毒性反应及氯化钙的对抗作用。
2、器材：1ml注射器2副，鼠笼、天平、针头4号或5号。
3、药品：8%硫酸链霉素溶液，5%氯化钙溶液。
4、动物：小白鼠
5、方法：取小白鼠两只，称重，编号。观察小白鼠的正常活动情况，甲鼠皮下注射8%硫酸链霉素0.1 ml/10g，仔细观察给药后小鼠的反应（出现反应的时间与症状）；乙鼠先腹腔注射5%氯化钙溶液0.2 ml/10g，接着皮下注射8%的硫酸链霉素0.1 ml/10g，观察该鼠有哪些反应，并与甲鼠比较。
观察项目
鼠号
处理阶段
呼吸（次/分）
体位
四肢肌张力
甲
给药前
给链霉素后
乙
给药前
给氯化钙、链霉素
6、结论：
链霉素的急性毒性为神经肌肉接头阻滞作用，表现为小白鼠肌肉松驰、翻正反射消失、可用CaCL2解救。
7、讨论：
8、实验结束后进行讨论。
剂型对药物吸收作用的影响
目的：比较不同剂型乌拉坦液对小鼠作用之差别，认识胶浆剂的延缓药物扩散作用。
材料：小鼠2只、8%乌拉坦水溶液、8%乌拉担胶浆液（含2.5%羧甲基纤维素）
方法与步聚：性别相同、体重接近的小鼠，称体重，观察小鼠的一般情况，再分别给药。
1号：皮下注射8%乌拉坦水溶液0.2ml/10g。2号：皮下注射8%乌拉坦胶浆液0.2ml/10g。
观察小鼠对所注射药物的反应。记录小鼠出现步态蹒跚，俯伏不动或卧倒，翻正反射消失等反应的时间。结果：
组别
反应性质
起效时间
维持时间 8%乌拉坦水溶液 8%乌拉坦胶浆液
传出神经系统药物对小鼠胃肠蠕动的影响
目的：观察新斯的明、阿托品对小鼠胃肠平滑肌的作用。材料：小鼠3只、量尺、0.05%硫酸阿托品溶液、0.002%新斯的明溶液、碳素墨水
方法与步聚：小鼠3只实验前禁食12小时，称重 1号：腹腔注射0.05%硫酸阿托品溶液0.1mg/10g 2号：腹腔注射0.002%新斯的明溶液0.1mg/10g 3号：腹腔注射生理盐水0.1mg/10g
给药10分钟后，用碳素墨水0.2ml灌胃。15分钟后，将动物处死，打开腹腔，轻轻剥离肠系膜并分离出小肠。从幽门和回盲部剪断小肠，测量小肠全长和碳末运行距离，计算碳末在小肠的运行率。综合全班的结果，计算平均值。（标明自己小组的结果。）碳末运行率=幽门至远端碳末处距离（cm）/小肠全长（cm）×100% 结果
组别
小肠长度（cm）
碳末运行距离（cm）碳末运行率%
0.05%阿托品溶液
0.002%新斯的明溶液 生理盐水
抗心绞痛药的抗心肌缺氧作用
目的：观察抗心绞痛药的抗心肌缺氧作用。
原理：由于心肌耗氧量大，相对于其它器官组织更易缺氧，应用异丙肾上腺素后心肌耗氧量更为增加，故药物提高动物全身抗缺氧能力可视为药物的抗心肌缺氧作用。
材料：小鼠4只、磨口广口瓶（250ml或125ml）、0.1%普萘洛尔溶液、0.1%异丙肾上腺素溶液、0.005%硝酸甘油溶液
方法：将钠石灰10g（用小纱布包扎）放在广口瓶的底层，用以吸收小鼠呼出二氧化碳和水分，并在瓶塞磨口处涂抹适量的凡士林，以便密闭，选用同性别、体重相近的小鼠3只，称重。1号：腹腔注射生理盐水0.2ml/10g
2号：腹腔注射0.005%硝酸甘油溶液0.1ml/10g 3号：腹腔注射0.1%普萘洛尔溶液0.2ml/10g
15分钟后，再对各小鼠皮下注射0.1%异丙肾上腺素溶液0.2ml/10g，再过15分钟，将小鼠放入磨口广口瓶内，每瓶放1只，放入后立即将瓶密闭，并记录时间，计算出各小鼠的存活时间，统计各组的实验结果，分析药物作用。注意事项：
1.实验前先用水测广口瓶的容量，选用容量相等的广口瓶。2.动物的性别，体重及室温对实验影响较大，可雌雄各半，体重相差不得超过2g。
异戊巴比妥钠的抗惊厥作用
[目的]观察异戊巴比妥钠对药物性惊厥的对抗作用。[材料]5%尼可刹米溶液、0.5%异戊巴比妥钠溶液、生理盐水、小鼠2只 [方法]
小鼠2只，称重
1号：腹腔注射生理盐水0.1ml/10g
2号：腹腔注射0.5%异戊巴比妥钠溶液0.1ml/10g
10分钟后，各注射5%尼可刹米溶液0.1ml/10g。观察各鼠有无惊厥（以后肢伸直为惊厥指标）及出现惊厥的速度和程度有何不同。结果：
组别
惊厥出现时间及程度 生理盐水
0.5%异戊巴比妥钠
全血水杨酸钠二室模型药动学参数测定
目的：用比色法测定水杨酸钠血浓度，并利用测得的血药浓度数据计算二室模型的药动学参数。
器材：试管（10ml×9），离心管（10ml×11），刻度吸管，注射器，细塑料管，兔气管插管，动脉夹，小玻棒，试管架，玻璃蜡笔，移液吸管，普通剪刀及手术刀，弯血管钳，线，天平，分光光度计，离心机，电脑。
药品：10%及0.04%水杨酸钠溶液，三氯化铁和三氯醋酸混合液，3%戊巴比妥钠溶液，0.5%肝素，生理盐水，0.2%肝素生理盐水。
动物：兔
方法：1.术前准备：取离心管11支，编0－10号，各加入三氯化铁和三氯醋酸混合液2ml，9号管再加入0.04%水杨酸钠标准溶液0.6ml，10号管再加蒸馏水0.6ml。
2.称重，麻醉（3%戊巴比妥钠静脉注射，1ml/kg或25%乌拉坦腹腔麻醉，1ml/kg），固定，分离左侧颈总动脉，在耳缘静脉注射1%肝素生理盐水（0.5ml/kg）后再做动脉插管供采血用。
3.用干燥注射器从颈总动脉取血0.6ml加入0号管。
4.从已分离出的左颈总动脉对侧的耳缘静脉注射10%水杨酸钠溶液2ml/kg（弹丸式注射）在给药完毕后的第1、3、5、10、20、50、80和110分钟从颈总动脉分别取血0.6ml，依次加入第1－8号管中，振荡。每次采血后洗净注射器，用肝素生理盐水湿润备用。
5.用小玻棒搅拌0－8号管各1分钟，分别加入蒸馏水5ml再搅拌1分钟，3000转/分，离心10分钟，移液管取上清液6ml备用，9、10号管各加蒸馏水5ml，摇匀备用。
6.在分光光度计上，以波长510nm，1cm光径比色皿，10号管调零，测0－9号管光密度d0-d10。
7.将所得数据依次输入电脑，可得相应二室模型的药动学参数及曲线。
注意事项：
1、10%水杨酸钠溶液注射要快，准确（使Vmax=0）。
2、每次取血前放掉一些血，采血准确及时，采血后应洗净注射器，用肝素生理盐水湿润备用。
3、搅拌顺序应从低浓度向高浓度。
扭体法和药物剂量、给药途径对药物作用的影响及录像
一、扭体法：
1、目的：观察镇痛药的镇痛作用并联系其临床应用。
2、动物：小白鼠，同性别，健康鼠。
3、器材：烧杯、镊子、天平、1ml注射器、鼠笼
4、药品：0.2%哌替啶生理盐水溶液、生理盐水、2%苦味酸、0.6%冰醋酸溶液。
5、方法和步骤：取体重相近同性别小鼠2只，分别称重，标记，分成2组。腹腔注射给药，甲组给生理盐水0.1ml/10g，乙组给哌替啶20mg/kg(0.2%，0.1ml/10g)，20分钟或30分钟后，每只鼠腹腔注射0.5%冰醋酸溶液0.1ml/10g，观察15分钟内小鼠是否出现扭体反应（痛苦症状，表现为伸展后肢，收缩腹部、躯体扭曲、使腹肌间歇性地收缩等症状）并记录10分钟或15分钟内出现扭体反应次数，综合全实验室结果，求甲、乙二组各鼠10或15分钟内出现的平均扭体反应次数，并计算药物镇痛的百分率。
甲组平均扭体反应次数－用药组平均扭体反应次数
药物镇痛百分率＝
×100%
甲组平均扭体反应次数
组别
鼠别
药物及剂量
15分钟内平均扭
镇痛百分率
体反应次数
甲
乙
二、给药途径对药物作用的影响
1、目的：观察以不同给药途径给予同剂量的尼可刹米时，所引起药理作用的差别。
2、材料：小鼠4只、鼠笼、天平、注射器、小鼠灌胃针头、注射针头、0.25%硫喷妥钠溶液。
3、方法与步骤：取性别相同、体重相近的小鼠4只，以1、2、3、4编号，分别称重，观察各鼠的一般情况，依次给药。1号鼠 以灌胃法给予0.25%硫喷妥钠溶液(0.2ml/10g)。2号鼠 以皮下注射法给予0.25%硫喷妥钠溶液(0.1ml/10g)。3号鼠 以腹腔注射法给予0.25%硫喷妥钠溶液(0.2ml/10g)。
4号鼠 4号鼠 腹腔注射0.025 %氯丙嗪0.1 ml/10g，10分钟后腹腔注射硫贲妥钠0.2mg/10g(0.25%溶液0.2ml/10g)
每次给药后立即记下当时时间，密切观察小鼠的反应。动物首次出现惊厥时，也立即记下时间。从给药到首次出现惊厥的一段时间为药物作用的潜伏期。比较4只小白鼠结果的差别。
鼠号 性别
体重 硫喷妥钠剂量
给药途径 作用潜伏期最后结果
4、对实验结果进行讨论。
抗心律失常及血压实验
一、目的：
1、观察酚妥拉明、肾上腺素、心得安对血压的影响
2、观察酚妥拉明对肾上腺素的升压翻转作用
3、观察大剂量肾上腺素所到的心律失常及心得安的对抗作用。
4、观察中毒剂量强心苷所致心律失常及利多卡因的抗心律失常作用。
二、原理：略
三、步骤：
1、取一只家兔，称重，腹腔注射乌拉坦（20%乌拉坦5ml/kg）。麻醉后将兔仰卧固定于手术台上。
2、剪去兔颈部正中毛，切开正中颈部皮肤，分离左侧颈总动脉，耳缘静脉注射0.1%肝素1ml/kg。进行动脉插管，在其远心端用丝线结扎，近心端用动脉夹夹住，向心方向插与换能器相联的充满抗凝剂的塑料插管，丝线结扎固定。
3、记录正常血压变化，然后依次给药（每次给药后要注入少量生理盐水以冲洗管内残留药物，待血压等指标恢复到原水平或平稳后再给下一药物）观察血压变化
给药顺序：1/10000 肾上腺素0.1% ml/kg →1%酚妥拉明0.1% ml/kg →
1%酚妥拉明0.1% ml/kg ＋1/10000 肾上腺素0.1% ml/kg →0.1%普萘洛尔0.5ml/kg →0.1%普萘洛尔0.5ml/kg＋1/10000 肾上腺素0.1% ml/kg
4、在家兔的四肢皮下插入心电电极。(红—右前，蓝—左前，黑—右下)
5、观察心电图变化。
给药顺序：1/5000 肾上腺素1ml/kg →(窦律恢复5分钟后)0.1%普萘洛尔0.5ml/kg(记录1分钟后)→1/5000 肾上腺素1ml/kg6、观察强心苷对心脏毒性及利多卡因的抗心律失常作用：快速推注去乙酰毛花苷4~7支/只，一出现心律失常立即停止给药，并马上缓慢静推0.3%利多卡因2~3ml/只。
四、对实验结果进行讨论。
氯丙嗪对乙醚麻醉的影响
【目的】
观察氯丙嗪对中枢抑制剂乙醚麻醉的影响，了解乙醚吸入麻醉方法。【材料】
密闭玻璃麻醉箱（或玻璃罩）、秒表、注射器（2ml）.【药品】
0.5%氯丙嗪、麻醉乙醚、生理盐水。【实验动物】
200～300g的大鼠。【方法和步骤】
(1)体重相近之大鼠两只，观察一般生活状况后一只腹腔注射氯丙嗪5ml/100g；另一只作为对照给予相同容量的生理盐水腹腔注射。30min后观察一般活动状态并进行麻醉实验。
(2)两只大鼠分别放入两只等体积的密闭玻璃麻醉箱(或玻璃罩)内，观察和记录两只大鼠有关兴奋、兴奋期的持续时间和进入麻醉的时间。
【实验结果】
自行列表记录结果 【注意事项】
（1）
药液一定要注入腹腔，避免溢出。（2）
氯丙嗪和生理盐水注射器避免混用。
肾上腺素对普鲁卡因毒性的影响
【目的】观察肾上腺素对皮下注射普鲁卡因毒性的影响，了解血管收缩药对预防局麻药中毒的作用。
【器材】小白鼠、2%盐酸普鲁卡因注射液，含1：20000肾上腺素的2%盐酸普鲁卡因、注射器2付
【方法与步骤】取性别相同、体重相近的健康小白鼠2只，称重后分别标记。甲鼠皮下注射2%普鲁卡因0.2ml/10g，乙鼠皮下注射含肾上腺素之普鲁卡因0.2ml/10g。观察两鼠发生惊厥的潜伏期及死亡率（综合全班实验结果）。
口服与腹腔注射硫酸镁的作用比较
【目的】观察硫酸镁口服与注射给药的作用有何不同，掌握硫酸镁口服与注射给药对机体的作用。
【动物】小鼠2只。【药品】12%MgSO4。
【器材】大烧杯、天平、1ml注射器、小鼠灌胃器。
【方法】取小鼠2只，1只由腹腔注射12%MgSO4 0.1ml/10g（1.2g/kg），另一只灌胃给予同样剂量（1.2g/kg）的MgSO4。观察并记录动物出现的症状。
【注意事项】被灌胃给药的小鼠如果也出现抑制，甚至呼吸麻痹而死亡，系由技术操作失误，可能是将灌胃针头穿透食管或胃脏，使MgSO4进入胸腔或腹腔所致。应及时补作。
第四篇：实验专题讲稿
第一课时
同学们好，今天我们来复习实验专题。
实验是物理这门学科的基础，它几乎贯穿在初中所有章节的内容当中，研究近年来全国各地中考实验题的变化，我们发现，现在的中考实验题的考查重点：
1、基本仪器的使用
2、实验的原理、实验方法和操作过程
3、探究能力、分析能力和应用能力
初中物理课堂实验大体可以分成两类，一类是测量性实验，这类实验的主要目的是完成对物体的某一物理量的测量工作。如测量物体的运动速度、测物质的密度、测力的大小、测量物体的温度、测定值电阻的阻值、测灯泡的电阻、测灯泡的电功率等。另一类是探究性实验，其目的是通过实验来探寻某一方面的物理规律。如：探究杠杆的平衡条件、影响摩擦力大小的因素、液体内部压强的规律、二力平衡因条件、影响动能大小的因素、影响电阻大小的因素、欧姆定律、焦耳定律、电磁铁的磁性强弱影响因素、磁场对电流的作用等。这一讲我们重点来复习一下测量性实验。
测量性实验可以分为直接测量和间接测量。有些物理量可以通过我们已经学过的实验器材直接测量得到，如：长度测量、温度测量等。同学们复习时应重点把握测量工具的正确使用和读数方法、减小误差的方法。而有些物理量在初中阶段我们无法直接测量出来，必需通过其它量的测量再利用所学的物理知识计算得到我们所需要的这个物理量。这样的测量方法属于间接测量。主要的实验有：测量物体的运动速度、测量物质的密度、测导体的电阻、灯泡的电功率、滑轮组的机械效率等等。关于这类测量同学们应该抓住其中的重点：就是测量的原理。以上实验测量原理的共同点是，通过另两个相关量的测量再利用公式计算完成测量任务。
复习中我们除了要注重对实验原理的复习，同时还要重点复习实验的过程。尤其要注意实验中某些特殊器材的使用和操作中的细节。我们来看这道例题：
这道题综合考查了电路的连接、滑动变阻器的使用方法、滑动变阻器的作用以及滑片的移动会对电表示数造成什么样的影响等。整个实验中滑动变阻器起到了非常重要的作用，有它在，才使得我们的实验教程更科学，实验结果更准确。纵观初中的电学实验，我们发现很多电学实验中都要用到滑动变阻器，那它在不同的电路中又分别起到了什么作用呢？我们一起来复习一下，一共有四个电学实验都用到了滑动变阻器，它们分别是：探究电流与电压和电阻关系即欧姆定律的实验、测量定值电阻阻值的实验、测量灯泡电阻的实验和测灯泡电功率的实验。这四个实验中，滑动变阻器都有一个共同的作用就是“保护电路”。具体来讲就一是保护用电器不会被烧坏；二是保护电表的示数不能超过相应的量程。
欧姆定律的探究实验是从两个方面来进行的，当探究电流与电压的关系时，应该使用同一个电阻同时改变定值电阻两端的电压再看电压改变时电流会发生什么样的变化。当探究电流与电阻的关系时，应该更换不同阻值的电阻，同时控制定值电阻两端电压一定，再看电流会发生什么样的变化。最终综合得出结论。这两方面的探究都是用滑动变阻器来调节电压表的示数，但一次是为了改变它的示数，而另一次是为了控制它的示数不变，而且都是利用滑动变阻器实现多次实验从而找到普遍规律。在测量定值电阻阻值的实验中通过调节滑片同样可以改变待测电阻两端电压，这样做是为了多次测量取平均值，从而减小实验误差。而测灯泡电阻时，滑动变阻器可以改变灯泡两端电压，多次实验后我们发现每次测得的灯泡电阻间的差距比较大，从而发现灯泡电阻受温度的影响比较明显。而定值电阻则不同，它的阻值比较稳定，当电压改变时电阻几乎没有明显地变化，所以我们用多次测量取平均值的方式来减小测量误差，但测灯泡电阻时，由于电压的改变改变了灯泡的亮度，我们实验用的灯泡是白炽灯，它属于热光源，亮度改变本身就因为它的温度发生明显变化所造成的，所以这就导致它的电阻在电压不同时发生明显的变化，因而这个实验不能多次测量取平均值。而这就是我们在做这个实验时多次测量后发现的问题。在测灯泡电功率的实验中，同样当灯泡两端电压发生改变时，我们也发现灯泡的亮度发生了改变，同时通过计算也发现灯泡的实际功率也有明显的改变，从而发现灯泡的亮度是由实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮。这个实验中也不能取平均值。
从以上所讲到的一系列问题我们应该注意到，滑动变阻器在不同的实验中的作用既有相同点，也有不同点，看似都是为了多次实验，但最终目的又各有不同。纵观初中所有的物理实验，也有很多实验也是要多次实验的，它们的目的有的是为了寻找普遍规律，有些是为了多次测量取平均值减小误差，还有的是为了多次实验彼此进行比较看能否有所发现。同学们在复习时也应该注意进行这方面的归纳和总结。同时，一些实验中的特殊器材为什么要用它，怎样用好它，使用时应该注意哪些问题，也应该成为同学们复习的重点。
好，下面请同学们完成以下几道习题。
同学们，我们下一讲再见！
第二讲
同学们好，上一讲我们重点复习的是测量性实验，这一讲我们来进行探究性实验的复习。这一类实验的目的是通过实验来探寻物理规律，并以此来学习探究物理问题的基本方法，培养同学们的科学的探究能力、对实验信息的处理分析能力和应用实验结论解决实际问题的能力。同学们复习时应该重点积累探究的基本方法，包括控制变量法、转换法、等效替代法、实验推理法等。同学们应该注意每一个实验各自使用了哪一种或哪几种实验方法，同时还应该注意每一种探究方法具体的操作要求、注意事项。
首先我们来看什么是控制变量法。物理学中在探究某一物理现象与多个因素（多变量）间的关系时，把多因素的问题变成多个单一因素问题分别探究，每一次只改变其中的某一个因素，同时控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别研究之后再综合分析，这种探究方法叫控制变量法。这种方法也是近年来中考的热点，同时也是我们以后探究其它物理问题所常用的方法之一。这种方法在很多实验中都被用到，比如：探究液体蒸发的快慢与哪些因素有关、探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关、探究液体压强的大小与哪些因素有关等等。
第二种常用的探究方法是转换法。有些实验中我们发现，有些物理现象不容易观察，或有些物理量不便于直接测量出来，于是我们就用容易观察到的物质或现象，来显示不易观察到的物质和现象，或者用容易测量的物理量来显示不易测量的物理量之间的关系。这样的方法就叫转换法。
下面我们来看这道例题。本题的前两问考的就是控制变量法，当探究动能与速度的关系时就应该控制小球的质量不变而只改变小球滚到水平桌面的速度。同时在本实验中，小球到达水平桌面的速度是通过小球静止释放时的高度来控制的。所以，如果探究动能与物体质量的关系时，就要保持小球滚到水平面的速度相同，也就是小球释放的高度相同，而改变小球的质量。在这个实验中，小球的动能大小我们是没法测量，不便于直接比较的，所以就通过小球撞击木块后，比较木块滑行的距离来判断小球动能的大小。这里就用到了转换法。当然这也不是唯一可以转换的方式，同学们也可以想想还有没有其它方式可以用来衡量小球动能的大小呢？同样，也可以思考一下，还有没有其它方式可以控制小球的速度大小？例如就有人想到了用一跟压缩的弹簧来推动小球，弹簧的压缩程度不同时，小球被推出的速度就不同，我们课堂上的实验方法并不是唯一的，大家可以把视野放得更开阔一些。第三种常用的探究方法是等效替代法。在保证某种效果相同的前提下，将复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程，这种探究方法我们称之为等效替代法。例如在探究平面镜成像实验时就用到了等效替代法。请看例题。
实验中我们用到了一支等大的蜡烛来代替像，而只有等大的蜡烛并且只在放在适当的位置才能使它与点燃蜡烛的像完全重合。此时，该蜡烛在大小和位置上就与像是等效的。
透过玻璃观察蜡烛A/其实看到的也是光穿过玻璃板折射后形成的虚像，这种虚像的位置跟实际蜡烛的位置会出现错位现象，是必对实验的等效性造成影响。玻璃板越厚，这种错位现象就越明显，因此这两种玻璃应该选择薄一些的。当玻璃板背后的蜡烛与像完全重合时，就说明平面镜所成的像与物体的大小相等。当玻璃板放置得不够竖直时，蜡烛的像将成显在空中，另一支蜡烛在桌面上无论移动到什么位置都无法与像完全重合，就不能起到替代像的作用。
第四种探究方法：实验推理法。一些物理规律，由于受实验条件限制，无法直接用实验验证，需要先进行实验，再根据实验发展趋势进行合理推理得出结论，这探究方法叫实验推理法。如牛顿第一定律的得出、真空不能传声等。
针对近年来中考实验题的考查重点和变化趋势，同学们在复习时应该抓住以下重点：
1、注重对实验的方法和原理的复习。
2、重点复习实验的操作过程，实验的操作规范，特殊器材的使用方法和它在实验中的作用。
3、注重知识间的迁移与整合，利用所学知识解决在实验中遇到的问题。
4、培养科学的探究能力、对实验信息的处理分析能力和应用实验结论解决实际问题的能力。
下面请同学们完成以下几道习题。今天的课就上到这里，同学们，再见！
第五篇：数字化实验技术在物理实验中的应用
数字化实验技术在物理实验中的应用
戴儒京（江苏省特级教师）
所谓数字化实验技术，是以数字化设备为实验数据采集处理的工具、配套其它实验器材构建的现代化实验技术。数字化数据采集处理系统，由传感器、数据采集器和计算机组成。
以数字化实验技术为基础的物理实验，就是建立在上述实验仪器、实验技术、实验方法基础上的物理学实验。
数字化实验，是课程标准教科书的要求和需要，也是新高考和中考的要求和需要。也是物理学科发展的要求和需要。
实验是学习和研究物理学的最基本的内容、方法和手段。实验，包括学生实验和演示实验以及小实验等，要把传统实验和数字化实验结合起来。只有实验，才能学到真知识；只有实验，才能培养真人才；只有实验，才能真正提高教学质量。
数字化实验，是计算机辅助实验。课程标准教科书专门安排了一些电子计算机辅助实验，如：借助传感器用计算机测速度（教科书《物理》必修1 P25）、用传感器观察电容器的充电和放电（选修3-1 P31）等等。电子计算机，是现代化的标志和体现，学生通过用计算机做实验，不仅学了物理学，也学了计算机，可谓一举两得。
数字化实验，是新实验，不仅是新仪器，也是新方法。例如霍尔元件、斯密特触发器等实验。一些教师开始接触，不太了解，不太熟悉，往往有把数字化实验室闲置或充当门面。通过做实验，他们熟悉实验、熟悉仪器，并可能在应用的过程中有所创新，使数字化实验室充分发挥作用，以物尽其用。
1.数字化实验：传感器的应用实验
课程标准教科书《物理》不仅把传感器作为单独的一章知识内容，而且把传感器的应用实验（选修3-2 P70）作为学生实验和演示实验，新的高考大纲中也把“传感器的应用”实验作为高考内容。传感器在现代生活和工业、科技中也有广泛的应用，学生在实验中接触和了解传感器，对他们的高考和将来从事科学研究及工农业生产也不无帮助。
实验1.传感器的应用实验——光控开关
简单光控开关 背景资料： 在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。施密特触发器在数字电路及控制领域有广泛的应用，它属于电压触发方式，当输入电压达到某一阈值时，输出电压会发生突变，最重要的一点是，输入电压增加或减少时，电路有不同的阈值电压。以下图1为例 图 1 当输入电压Vi，当输入电压由低电位开始增加，如果Vi
实验原理：
图 3
将电路按图3连接，RG为光敏电阻，R1，R2为电阻箱，LED为发光二极管，A点为施密特触发器的输入端，Y点为施密特触发器的输出端。适当选择R1，R2的阻值后，当外界光线很强时，RG上的电阻相对比较小，A点的电压小于Vp，Y点输出高电位，发光二极管两端的电势差很小，因此不能发光，当外界光线变弱时，RG上的电阻显著增大，A点的电压也显著增大，当增大到Vp=3.0V时，Y点输出低电位，发光二极管两端有大约5V的电势差，发光二极管开始正常发光，如果光线强度又进一步开始回升，RG上的电阻减小，A点的电压也开始减小，当A点的电压小于Vn=2.2V时，Y点又输出高电位，发光二极管熄灭。
为了更直观地了解整个电路工作过程，在分别用两个电压传感器对A点和Y点的电压进行实时测量，光强传感器测量，显示外界光线变化对电路的影响。实验目的：
了解简单光控电路，对自动控制有初步理解。实验装置：
计算机，数据采集器，光强传感器，两个电压传感器，两个电阻箱，施密特触发器，发光二极管，导线若干，学生直流电源。实验步骤：
1．先按电路图连接各个器件，并注意发光二极管的极性，和施密特触发器的引脚，具体情况可以参照前面的示意图，将VDD接到稳压电源的正极，VSS接到稳压电源的负极，i1接输入电压对应电路中A点，o1接输出电压对应电路中Y点。
2．调节R1，R2电阻箱的阻值，选择合适的电阻，将两个电压传感器与数据采集器的1，2通道连接，把光强传感器连接到3或4通道，然后将数据采集器与计算机连接，开启采集器电源，进入实验专用界面。
3．把两个电压传感器的两个信号输入端的分别导线短接，对电压传感器进行较零，然后把连接1通道电压传感器的信号正极接到电路中A点，同时把它的负极接到稳压电源的负极，也就是电路中的地，然后把2通道电压传感器的信号正极接到电路中Y点，同时把它的负极接到稳压电源的负极。
4．把光敏电阻的感应面朝上，将光强传感器与光敏电阻放置在一起，在采集间隔和采集数量窗口输入合适的数值，点击开始按钮。
5．用一块大的挡光物将光敏电阻附近的光线慢慢挡住，观察实验数据曲线，同时注意二极管的发光情况，当它开始发光以后，再慢慢把挡光物撤掉，结束实验。实验数据记录与分析： 1．输出电压与输入电压曲线
2．外界光强与输出电压数据关系
本次实验中R11500，R22000，从图上可以看出当光强为I139lux时，发光二极管发光，而当光强为I244lux时，发光二极管熄灭。
2.数字化实验：探究性实验
课程标准教科书不仅把原教科书的一些验证性实验改为探究性实验，而且新安排了一些探究性实验。这些探究性实验，用数字化实验仪器和方法去做，更为便捷。例如探究加速度与力、质量的关系（必修1 P75）、探究功与物体速度变化的关系（必修2 P17）等实验。通过探究性实验，提高学生研究、探究的能力，为培养创新能力打好基础。
实验2.探究（恒力做）功与物体速度变化的关系动能定理）
（动能定理（恒力）实验原理 牛顿第二定律讲述的是力与加速度之间的瞬时关系，表达式为： F = m a（1）其中，F是作用在物体上的合外力，m是物体的质量，a是物体的加速度——速度的时间变化率，表达式为： avdv 或 a（2）tdt2把（2）式代入（1）式，并将（1）式两边对位移积分（由x1到x2），可以得到： W = ∫Fdx = mv2/2-mv1/2 = Δ(mv2/2)= Δ E k(3)2其中，W为从x1到x2的区间内，合外力F的功，v1 和v2分别为物体在x1和x2处的速度，E k为物体的动能。也就是说，合外力的空间积累效应表现为物体动能的改变。在本实验中，我们探究在恒定拉力的作用下，小车的动能随时间变化的关系。其中，拉力由力传感器测得，速度由固定有挡光滑轮的光电门传感器测得，动能由速度的平方乘以质量的一半得到。实验目的 通过对（恒定）拉力和速度的测量，探究合外力的功与物体动能变化的关系。实验装置 SWRDISLab-100III数据采集器、光电门(Photogate)传感器、力传感器、动力学系统(包括导轨、小车、滑轮和支撑杆等)等。实验步骤 1.按图连接实验装置（注意平衡摩擦力）； 2.测量并记录小车和钩码的质量（第1次：小车402.81g，钩码19.91g）； 3.打开SWRDISLab软件，点击“教学专用软件”，进入“物理实验列表”中的“力学”部分，选择“动能定理（恒力—Photogate）”； 4.点击“校零”按钮，对力传感器进行校零； 5.设置“采集间隔”为5ms，“采集200个暂停”，以及“共采集200条数据”； 6.让小车静止在靠近光电门传感器的一侧（钩码将细绳拉紧），点击“开始”按钮； 7.当“开始”按钮的颜色变“灰”时，释放小车； 8.当小车运动到靠近支撑杆时，使小车停止运动，然后点击“结束”按钮； 9.观察“力—位移”、“速度—位移”和“动能—位移”关系曲线的特点；
6.当“开始”按钮的颜色变“灰”时，释放小车；
7.当小车运动到靠近支撑杆时，使小车停止运动，然后点击“结束”按钮； 8.观察“力—位移”、“速度—位移”和“动能—位移”关系曲线的特点；
9.任选一个位移区间，对力进行积分，并比较积分值和两个区间端点处动能的差； 10.改变钩码和小车的质量，重复步骤6~10（第2次：小车402.81g，钩码30.35g）。
实验数据的记录与分析
a)“力、速度 vs.位移”图表（小车402.81g，钩码19.91g）：
由图可知，从静止释放到制动前（去掉对应制动过程的最后两组读数），随着位移的增加，小车所受的拉力（中间的红色曲线）几乎不变，小车的速度（上方的绿色曲线）和动能（下方的蓝色曲线）不断增加，速度的变化率不断减小，但是动能的变化率几乎恒定。
b)力做的功与动能的变化（小车402.81g，钩码19.91g）： 如图所示，在所选的位移区间内，力做的功为WFS0.0630 J，两个区间端点处动能的差为0.0594 J（= 0.0832－0.0238），力做的功略大于动能的变化，二者近似相等，相对误差为5.71 %。
3．“力、速度 vs.位移”图表（小车402.81g，钩码30.35g）：
由图可知，从静止释放到制动前（去掉对应制动过程的最后4组读数），随着位移的增加，小车所受的拉力（中间的红色曲线）几乎不变，小车的速度（上方的绿色曲线）和动能（下方的蓝色曲线）不断增加，速度的变化率不断减小，动能的变化率几乎恒定。4． 力做的功与动能的变化（小车402.81g，钩码30.35g）：
如图所示，在所选的位移区间内，力做的功为WFS0.0911 J，两个区间端点处动能的差为0.0870 J（= 0.1269－0.0399），力做的功略大于动能的变化，二者近似相等，相对误差为4.50 %。
误差分析
1． 滑轮与力传感器挂钩之间存在摩擦力，使得力传感器测得的读数大于小车拉力的二倍；
2． 随着速度的增加，小车受到的（滚动）摩擦力略有增加； 3． 拉力做功的一部分转化为两个滑轮的转动能。
关键点
1． 抵消摩擦力。
注意事项
1． 采集间隔取默认值5ms，如果使用更大的采集间隔，那么当小车的运动速度很快时，位移的测量有可能出错；使用5ms作为采集间隔时，钩码与小车的质量比必须小于3/10。
3.数字化实验：应用传感器做实验，有些传统实验，用数字化方法即用传感器和计算机去做，也比传统的方法更方便，数据处理更快、更准确，图象更清晰、更迅速。
例如可以用位移传感器或光电门代替打点计时器做探究小车速度随时间变化的规律（必修1 P34）等实验。用电流传感器和电压传感器代替电流表和电压表，做测定小灯泡的伏安特性曲线（选修3-1 P48）、测定电池的电动势和内电阻（选修3-1 P72）等实验。除“传感器的应用”实验外，还有许多用传感器作为实验仪器的实验，例如用传感器和计算机描绘简谐运动的图象（选修3-4P5）等等，我们统计有十几个。可以说：几乎所有的实验都可以用数字化方法做。实验3.测定电池的电动势和内电阻
测定电池的电动势和内电阻 背景资料：
通常的金属导体都是以金属键结合的晶体，处于晶格结点上的原子很容易失去外层的价电子，而成为正离子。脱离原子核束缚的价电子可以在整个金属中自由运动，称为自由电子，在不受外电场作用时，自由电子只做热运动，没有宏观的电量迁移，因而金属中各个部分都呈现电中性。当金属中存在静电场E时，金属中的自由电子在外电场的作用下，相对于晶格离子作定向运动，电子运动中必然与晶格相碰撞，达到某种平衡后，金属中电子有一个整体上的平均速度，导体中有稳定的电流，前面的分析都建立在导体中的静电场E是相对比较稳定的前提上。
如果将一个已经充好电的电容器的两个极板用导线连接起来，构成闭合回路，电路中就有电流通过，不过随着极板上带电量的减少，它们之间的电势差也在减少，电流很快就消失了。在电池的两个正极和负极上，分别带有正电荷和负电荷，当接入电路回路后，导线中的电子在电极电荷产生的静电场中开始运动，形成电流，如果两极上的电荷量得不到补充，那就不可能形成稳定的电流输出，电源的作用，不管是化学的电池，还是像范德格拉夫起电机之类的电源，都是将电荷从负电极搬运到正电极，这种搬运工作只能靠某种非静电力来完成，假设非静电力在搬运过程中做功qu，那u就是电源电动势，q为载流子的电荷量。实验原理：
图1 如图1所示的闭合电路中，电源的电动势为，内电阻为r，负载电阻为R，电路中的电流为IRr，可以看出，当负载电阻R足够大时，因为它和内电阻是串联在一起的，它两端的电压将非常接近于电源电动势，当R，即所谓开路或断路时，I0，U；当R0，即短路时，IImax
负载电阻两端的电压为Ur，这时候的电流最大。
RrR，也可以写为URrr，而电流为IRr，因此有UIr，这个关系在伏安曲线上表现为Umax，I0，也就是R时。如果R0，U0，Imaxr。在实验中用滑动变阻器做负载电阻，改变它的电阻，以同时改变电流和电压，在软件中作伏安曲线图后，取拟合线，线的斜率的绝对值就是r，曲线与纵轴的交点就是Umax，I0点，可以测出电动势。实验目的：
简单测量电池电动势和内阻。实验装置：
计算机，数据采集器，电池，滑动变阻器，电流传感器，电压传感器，导线等。实验步骤：
1．将数据采集器与电流传感器，电压传感器连接，然后将数据采集器与计算机连接，开启采集器电源，进入实验专用界面。
2．把电流传感器，电压传感器的两个信号输入端的导线分别短接，对电流传感器、电压传感器进行校零。3．按实验电路连接电路图，在专用界面的底部输入合适的采集间隔和采集数量，闭合开关，点击开始按钮，进行实验测量。
4．将滑动变阻器从最大滑为最小，或者从最小滑到最大，得到伏安曲线，然后对伏安曲线进行线性拟合。实验数据记录与分析：
1．电压变化：
2．电流变化：
3． 伏安曲线：
从图象可以得出，电池的电动势为E7.003V，内阻为r27.407。
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