第一節 化學(xué)實(shí)驗基本方法(第3課時(shí)) 一、教材分析: 蒸餾和萃取是在實(shí)際生產(chǎn)生活中有著(zhù)廣泛應用的分離和提純技術(shù),海水淡化問(wèn)題是目前解決全球淡水日益緊缺問(wèn)題的重要途徑,這為選修《化學(xué)與技術(shù)》奠定了一定的知識基礎。
萃取對于學(xué)生來(lái)說(shuō)是全新的分離和提純技術(shù),它是對溶解性規律的一個(gè)應用,其原理也在今后鹵族元素和有機物的學(xué)習中多次體現,在生活中也有多方面的應用。 本節課教學(xué)內容主要包括兩個(gè)方面:(一)、復習蒸餾的原理,掌握實(shí)驗室規范的蒸餾裝置。
這部分內容只作復習和簡(jiǎn)單的擴充;(二)、介紹萃取的原理和裝置,特別是實(shí)驗操作中的細節。這部分知識為新知識,應采用靈活多樣的教學(xué)手段由淺入深地讓學(xué)生理解和掌握。
蒸餾和萃取是高中階段的兩個(gè)基本實(shí)驗操作,學(xué)生對于相關(guān)內容及部分儀器還比較陌生,本節課的主要目的就是讓學(xué)生了解蒸餾和萃取的操作及過(guò)程,學(xué)習一些儀器的使用方法,并進(jìn)一步豐富分離提純物質(zhì)的方法和手段。 二、教學(xué)目標: 1.知識與技能 (1)體驗科學(xué)探究的過(guò)程,學(xué)習運用以實(shí)驗為基礎的實(shí)證研究方法。
(2) 知道液體混合物分離和提純的常用方法—蒸餾和萃取,能根據常見(jiàn)物質(zhì)的性質(zhì)設計分離和提純物質(zhì)的方案,并初步掌握其操作技能。 2.過(guò)程和方法 通過(guò)實(shí)際操作,來(lái)學(xué)會(huì )對混合物分離和提純的操作。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān) (1)樹(shù)立綠色化學(xué)思想,形成環(huán)境保護的意識。 (2)能發(fā)現學(xué)習和生產(chǎn)、生活中有意義的化學(xué)問(wèn)題,并進(jìn)行實(shí)驗探究。
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn): 重點(diǎn):蒸餾和萃取的掌握和應用 難點(diǎn):蒸餾和萃取的掌握和應用 四、學(xué)情分析: (1)在初中階段學(xué)生已經(jīng)學(xué)習了簡(jiǎn)易的蒸餾操作方法,本節課將在此基礎上對規范裝置和實(shí)驗原理做深入的探討,使學(xué)生更容易接受。已經(jīng)初步了解了粗鹽提純的方法,蒸餾的簡(jiǎn)易裝置。
蒸餾則是在初中簡(jiǎn)易操作的基礎上引入使用冷凝管這一較正規的操作。 (2)萃取的引入采用學(xué)生回家做西紅柿湯并進(jìn)行觀(guān)察積極調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的主觀(guān)能動(dòng)性。
(3)學(xué)生已經(jīng)掌握了部分溶解度的相關(guān)知識,這對萃取原理的講解打下了一定的基礎。 五、教學(xué)方法:實(shí)際操作、歸納、總結等方法 六、課前準備: 1.學(xué)生的學(xué)習準備:預習課本上相關(guān)的實(shí)驗,初步把握實(shí)驗的原理和方法步驟;完成課前預習學(xué)案。
2.教師的教學(xué)準備:多媒體課件制作、實(shí)物投影儀,課前預習學(xué)案,課內探究學(xué)案。 3.教具準備:4人一組、制取蒸餾水裝置15套、50 mL分液漏斗(15)、10 mL量筒(15)、燒杯(15)、鐵架臺(含鐵圈)(15)、CCl4、碘水。
等。 七、課時(shí)安排:1課時(shí) 八、教學(xué)過(guò)程 (一)檢查預習,了解學(xué)生對已有知識的掌握程度及存在的困惑。
[復習提問(wèn)]過(guò)濾、蒸發(fā)操作及SO42-檢驗方法。 [設問(wèn)] 過(guò)濾、蒸發(fā)操作是用于固體混合物還是液體混合物的分離? [學(xué)生回答] 過(guò)濾、蒸發(fā)操作適用于固體混合物分離。
(二)情景導入,展示目標 [引言]上節課我們學(xué)習了粗鹽的提純,通過(guò)除雜質(zhì)過(guò)濾的方法得到比較純的鹽水,大家想想如果我們要把鹽水變?yōu)榈撛趺醋瞿兀? 比如說(shuō)在海邊,漁民們是怎么解決生活用水的問(wèn)題;前段時(shí)間,中央電視臺播放了鄭和下西洋的那段歷史,大家知道他們是怎么解決長(cháng)期在海上漂泊的吃水問(wèn)題嗎? [展示]海水變淡水 [引]做湯的時(shí)候,觀(guān)察過(guò)鍋蓋嗎?鍋蓋上有水珠,這水珠與湯不什么不同?為什么會(huì )有水珠?水蒸汽凝結?為什么水蒸汽會(huì )凝結成水珠? [講]湯沸騰后,水蒸汽遇溫度低的鍋蓋而凝成水珠附于鍋蓋。那么這是一個(gè)什么過(guò)程,我們在化學(xué)中應怎么稱(chēng)呼?大家想一想蒸餾是不是一種分離混合物的方法?如果是,那么是分離什么樣的混合物? [過(guò)]混合物的分離和提純除了過(guò)濾、蒸發(fā)外,還有其他很多方法,這節課,我們來(lái)學(xué)習另外兩種新方法:蒸餾和萃取 (三)合作探究,精講點(diǎn)撥 [板書(shū)](二) 蒸餾和萃取(distillation and extraction) [過(guò)]首先,讓我們利用實(shí)驗室通過(guò)蒸餾的方法除去自來(lái)水中的雜質(zhì)制取蒸餾水的實(shí)驗來(lái)學(xué)習蒸餾的過(guò)程 [板書(shū)]1、蒸餾 [引入]我們引用的自來(lái)水是純凈的水嗎?不是。
因為自來(lái)水廠(chǎng)使用了消毒劑氯對水進(jìn)行了消毒。使水中含有Cl― 。
我們可以利用加入硝酸銀溶液檢驗是否含有氯離子。 [實(shí)驗演示]自來(lái)水中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液 [講]有明顯白色沉淀生成,證明自來(lái)水中含有氯離子。
那么,我們應該用什么方法除去自來(lái)水中的氯離子呢?能否向上一堂課中使用化學(xué)方法,加入試劑反應除去? (不能。加入試劑后會(huì )引入新的雜質(zhì),達不到我們實(shí)驗目的。
要想得到純凈水。可以使用加熱將水變?yōu)樗羝缓笤倮淠秊榧儍舻囊簯B(tài)蒸餾水。)
[小結]實(shí)驗室就是使用蒸餾的方法制取蒸餾水。 [投] (1)原理:利用互溶的液體混合物中各組分的沸點(diǎn)不同,給液體混合物加熱,使其中的某一組分變成蒸氣再冷凝成液體,從而達到分離提純的目的。
蒸餾一般用于分離沸點(diǎn)相差較大的液體混合物。(例如蒸餾含有Fe3+的水提純其中水份,蒸餾石油提純不同沸點(diǎn)的有機組分) (2)儀器:鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、蒸餾燒瓶、冷凝管、溫度計、膠塞、牛角管(尾接管)、錐形瓶、膠管 [實(shí)驗演示]實(shí)驗室制取蒸餾水 [投]。
(1)勤思考、敢提問(wèn)、善交流、常總結.(2)講規范、勤動(dòng)手、細觀(guān)察、務(wù)求真.化學(xué)實(shí)驗常用用儀器反應容器 可直接受熱的:試管、蒸發(fā)皿、燃燒匙、坩堝等能間接受熱的:燒杯、燒瓶(加熱時(shí),需加石棉網(wǎng))常 存放藥品的儀器:廣口瓶(固體)、細口瓶(液體)、滴瓶(少量液體)、集氣瓶(氣體) 用 加熱儀器:酒精燈計量?jì)x器:托盤(pán)天平(稱(chēng)量)、量筒(量體積)儀 分離儀器:漏斗取用儀器:藥匙(粉末或小晶粒狀)、鑷子(塊狀或較大顆粒)、膠頭器 滴管(少量液體)夾持儀器:試管夾、鐵架臺(帶鐵夾、鐵圈)、坩堝鉗其他儀器:長(cháng)頸漏斗、石棉網(wǎng)、玻璃棒、試管刷、水槽1. 試管(1) 用途:a、在常溫或加熱時(shí),用作少量試劑的反應容器.b、溶解少量固體 c、收集少量氣體(2) 注意事項:a、加熱時(shí)外壁必須干燥,不能驟熱驟冷,一般要先均勻受熱, 然后才能集中受熱,防止試管受熱不均而破裂.b、加熱時(shí),試管要先用鐵夾夾持固定在鐵架臺上(短時(shí)間加熱也可用試管夾夾持).c、加熱固體時(shí),試管口要略向下傾斜,且未冷前試管不能直立,避免管口冷凝水倒流使試管炸裂.d、加熱液體時(shí),盛液量一般不超過(guò)試管容積的1/3(防止液體受熱溢出),使試管與桌面約成45°的角度(增大受熱面積,防止暴沸),管口不能對著(zhù)自己或別人(防止液體噴出傷人).2. 試管夾(1) 用途:夾持試管(2) 注意事項:①從底部往上套,夾在距管口1/3處(防止雜質(zhì)落入試管)②不要把拇指按在試管夾短柄上.3. 玻璃棒(1)用途:攪拌、引流(過(guò)濾或轉移液體).(2)注意事項:①攪拌不要碰撞容器壁②用后及時(shí)擦洗干凈4. 酒精燈(1)用途:化學(xué)實(shí)驗室常用的加熱儀器(2)注意事項:①使用時(shí)先將燈放穩,燈帽取下直立在燈的右側,以防止滾動(dòng)和便于取用.②使用前檢查并調整燈芯(保證更地燃燒,火焰保持較高的的溫度).③燈體內的酒精不可超過(guò)燈容積的3/4,也不應少于1/4(酒精過(guò)多,在加熱或移動(dòng)時(shí)易溢出;太少,加熱酒精蒸氣易引起爆炸).④禁止向燃著(zhù)的酒精燈內添加酒精(防止酒精灑出引起火災)⑤禁止用燃著(zhù)的酒精燈直接點(diǎn)燃另一酒精燈,應用火柴從側面點(diǎn)燃酒精燈(防止酒精灑出引起火災).⑥應用外焰加熱(外焰溫度最高).⑦用完酒精燈后,必須用燈帽蓋滅,不可用嘴吹熄.(防止將火焰沿著(zhù)燈頸吹入燈內)⑧用完后,立即蓋上燈帽(防止酒精揮發(fā)和燈芯吸水而不易點(diǎn)燃).⑨不要碰倒酒精燈,若有酒精灑到桌面并燃燒起來(lái),應立即用濕布撲蓋或撒沙土撲滅火焰,不能用水沖,以免火勢蔓延.5. 膠頭滴管、滴瓶(1) 用途:①膠頭滴管用于吸取和滴加少量液體.②滴瓶用于盛放少量液體藥品.(2) 注意事項:①先排空再吸液 ②懸空垂直放在試管口上方,以免沾污染滴管③吸取液體后,應保持膠頭在上,不能向下或平放,防止液體倒流,沾污試劑或腐蝕膠頭;④除吸同一試劑外,用過(guò)后應立即洗凈,再去吸取其他藥品(防止試劑相互污染.⑤滴瓶上的滴管與瓶配套使用,滴液后應立即插入原瓶?jì)龋坏门K,也不必用水沖冼.6. 鐵架臺(包括鐵夾和鐵圈)(1) 用途:用于固定和支持各種儀器,一般常用于過(guò)濾、加熱等實(shí)驗操作.(2) 注意事項:a、鐵夾和十字夾缺口位置要向上,以便于操作和保證安全.b、重物要固定在鐵架臺底座大面一側,使重心落在底座內.7. 燒杯(1) 用途:用于溶解或配制溶液和較大量試劑的反應容器. (2) 注意事項:受熱時(shí)外壁要干燥,并放在石棉網(wǎng)上使其受熱均勻(防止受熱不均使燒杯炸裂),加液量一般不超過(guò)容積的1/3(防止加熱沸騰使液體外溢).8. 量筒(1) 用途:量取液體的體積(2) 注意事項:不能加熱,不能作為反應容器,也不能用作配制或稀釋溶液的容器.9.集氣瓶(瓶口上邊緣磨砂,無(wú)塞)(1)用途:①用于收集或短時(shí)間貯存少量氣體.②用作物質(zhì)在氣體中燃燒的反應器.(2)注意事項:①不能加熱②收集或貯存氣體時(shí),要配以毛玻璃片遮蓋③在瓶?jì)茸魑镔|(zhì)燃燒反應時(shí),若固體生成,瓶底應加少量水或鋪少量細沙.10.蒸發(fā)皿(1) 用途:用于蒸發(fā)液體或濃縮溶液.(2) 注意事項:①盛液量不能超過(guò)2/3,防止加熱時(shí)液體沸騰外濺②均勻加熱,不可驟冷(防止破裂)③熱的蒸發(fā)皿要用坩堝鉗夾取.(二)實(shí)驗室藥品取用規則1. 取用藥品要做到“三不原則”①不能用手接觸藥品 ②不要把鼻孔湊到容器口去聞藥品(特別是氣體)的氣味 ③不得嘗任何藥品的味道(采用招氣入鼻法).2. 注意節約藥品.如果沒(méi)有說(shuō)明用量,液體取用1~2ml,固體只需蓋滿(mǎn)試管底部.3. 用剩藥品要做到“三不一要”①實(shí)驗剩余的藥品既不能放回原瓶 ②也不能隨意丟棄 ③更不能拿出實(shí)驗室 ④要放入指定的容器內.4. 實(shí)驗中要要注意保護眼睛.(三)固體試劑的稱(chēng)量?jì)x器:托盤(pán)天平、藥匙(托盤(pán)天平只能用于粗略的稱(chēng)量,能稱(chēng)準到0.1克)步驟:調零、放紙片、左物右碼、讀數、復位使用托盤(pán)天平時(shí),要做到①左物右碼:添加砝碼要用鑷子不能用手直接拿砝碼,并先大后小;稱(chēng)量完畢,砝碼要放回砝碼盒,游碼要回零.藥品的質(zhì)量=砝碼讀數+游碼讀數若左右放顛倒了,藥品的質(zhì)量=砝碼讀數 - 游碼讀數②任何藥品都不能直接放在盤(pán)中稱(chēng)量,干燥固體可放在紙。
物理方法既是科學(xué)家研究問(wèn)題的方法,也是學(xué)生在學(xué)習物理中常用的方法,新課標也要求學(xué)生掌握一些探究問(wèn)題的物理方法。
常見(jiàn)的物理方法
模型法 即將抽象的物理現象用簡(jiǎn)單易懂的具體模型表示。如用太陽(yáng)系模型代表原子結構,用簡(jiǎn)單的線(xiàn)條代表杠桿等。
疊加法 物理學(xué)中常常把微小的、不易測量的同一物理量疊加起來(lái),測量后求平均值的方法俗稱(chēng)“疊加法”。
控制變量法 自然界發(fā)生的各種現象,往往是錯綜復雜的。決定某一個(gè)現象的產(chǎn)生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規律,必須設法把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素用人為的方法控制起來(lái),使它保持不變,然后來(lái)比較,研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系,這種研究問(wèn)題的科學(xué)方法就是“控制變量法”。初中物理實(shí)驗大多都用到了這種方法,如通過(guò)導體的電流I受到導體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關(guān)系時(shí),需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關(guān)系時(shí),需要保持電阻R不變。
實(shí)驗+推理法 有一些物理現象,由于受實(shí)驗條件所限,無(wú)法直接驗證,需要我們先進(jìn)行實(shí)驗,再進(jìn)行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學(xué)方法。如將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內,當罩內空氣被抽走時(shí),鐘聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。
轉換法 一些看不見(jiàn),摸不著(zhù)的物理現象,不好直接認識它,我們常根據它們表現出來(lái)的看的見(jiàn)、摸的著(zhù)的現象來(lái)間接認識它們。如根據電流的熱效應來(lái)認識電流大小,根據磁場(chǎng)對磁體有力的作用來(lái)認識磁場(chǎng)等。
等效法 在研究物理問(wèn)題時(shí),有時(shí)為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化,常用一個(gè)物理量來(lái)代替其他所有物理量,但不會(huì )改變物理效果。如用合力替代各個(gè)分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對物體的各個(gè)壓力等。
描述法 為了研究問(wèn)題的方便,我們常用線(xiàn)條等手段來(lái)描述各種看不見(jiàn)的現象。如用光線(xiàn)來(lái)描述光,用磁感線(xiàn)來(lái)描述磁場(chǎng),用力的圖示描述力等。
類(lèi)比法 在認識一些物理概念時(shí),我們常將它與生活中熟悉且有共同特點(diǎn)的現象進(jìn)行類(lèi)比,以幫助我們理解它。如認識電流大小時(shí),用水流進(jìn)行類(lèi)比。認識電壓時(shí),用水壓進(jìn)行類(lèi)比。
1 控制變量法:這個(gè)應該是最常見(jiàn)的實(shí)驗方法。
例如,在“探究壓強與哪些因素有關(guān)”、“探究電流與電阻的關(guān)系”、“研究弦樂(lè )器的音調與弦的松緊、長(cháng)短和粗細的關(guān)系”等實(shí)驗中都用到了該實(shí)驗方法。
2 類(lèi)比法:例如,在學(xué)習電流時(shí),為了更好地理解,與生活中熟悉的水流作類(lèi)比。
實(shí)驗+推理法:有些理論只有在理想空間里才能通過(guò)實(shí)驗得出,此時(shí),我們可以在現實(shí)條件實(shí)驗的基礎上推導出來(lái)這些理論。
例如,在初二我們學(xué)過(guò)牛頓第一定律:一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí),總保持靜止狀態(tài)或勻速直線(xiàn)運動(dòng)狀態(tài)。我們知道,物體在運動(dòng)過(guò)程中必定會(huì )受到阻力作用,但是我們通過(guò)多次實(shí)驗,可以推出這一結論。
3 描述法:例如,在生活中是不存在光線(xiàn)的,我們?yōu)榱烁玫貙W(xué)習光,才引進(jìn)了“光線(xiàn)”這一詞。
4 轉換法:例如,我們在學(xué)習“聲音是振動(dòng)產(chǎn)生的”這一知識時(shí),我們把音叉的微小振動(dòng)轉換為乒乓球的擺動(dòng)。使實(shí)驗現象更為明顯。
5 模型法:我們在學(xué)習原子結構時(shí),為了更好地認識原子的內部結構,用太陽(yáng)系模型代表原子結構。
擴展資料:
物理實(shí)驗是初高中階段物理課程中包含的相關(guān)實(shí)驗,包括電學(xué)實(shí)驗、力學(xué)實(shí)驗、熱學(xué)實(shí)驗、光學(xué)實(shí)驗等等,常用于驗證物理學(xué)科的定理定律。
實(shí)驗物理是相對于理論物理而言,理論物理是從理論上探索自然界未知的物質(zhì)結構、相互作用和物質(zhì)運動(dòng)的基本規律的學(xué)科。
理論物理的研究領(lǐng)域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態(tài)物理、宇宙學(xué)等,幾乎包括物理學(xué)所有分支的基本理論問(wèn)題。而實(shí)驗物理主要是從實(shí)驗上來(lái)探索物質(zhì)世界和自然規律。
實(shí)驗室使用守則
1、為保護實(shí)驗儀器和保持環(huán)境衛生,學(xué)生必須脫鞋進(jìn)入實(shí)驗室。
2、實(shí)驗室是全校師生進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)和科研活動(dòng)的場(chǎng)所,學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗室后要保持肅靜,遵守紀律。
3、做實(shí)驗前,認真聽(tīng)教師講解實(shí)驗目的、步驟、儀器的性能操作、方法和注意事項,認真檢查所需儀器設備是否完好齊全,如有缺損要及時(shí)向教師報告。
4、實(shí)驗時(shí)要遵守操作規程,按照實(shí)驗步驟認真操作。
5、實(shí)驗時(shí)要注意安全,防止意外發(fā)生。
6、愛(ài)護實(shí)驗室儀器設備。
7、實(shí)驗完畢要認真清理儀器設備,關(guān)閉水源電源。
性質(zhì)
1.真理性:物理學(xué)的理論和實(shí)驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質(zhì)運動(dòng)的客觀(guān)規律。
2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動(dòng),在開(kāi)普勒三定律的描繪下,顯出多么的和諧有序。物理學(xué)上的幾次大統一,也顯示出美的感覺(jué)。牛頓用三大定律和萬(wàn)有引力定律把天上和地上所有宏觀(guān)物體統一了。
麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實(shí)現了統一。愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程又把質(zhì)量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動(dòng)性實(shí)現了統一。愛(ài)因斯坦的相對論又把時(shí)間、空間統一了。
3.簡(jiǎn)潔性:物理規律的數學(xué)語(yǔ)言,體現了物理的簡(jiǎn)潔明快性。如:牛頓第二定律,愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程,法拉第電磁感應定律。
4.對稱(chēng)性:對稱(chēng)一般指物體形狀的對稱(chēng)性,深層次的對稱(chēng)表現為事物發(fā)展變化或客觀(guān)規律的對稱(chēng)性。如:物理學(xué)中各種晶體的空間點(diǎn)陣結構具有高度的對稱(chēng)性。豎直上拋運動(dòng)、簡(jiǎn)諧運動(dòng)、波動(dòng)鏡像對稱(chēng)、磁電對稱(chēng)、作用力與反作用力對稱(chēng)、正粒子和反粒子、正物質(zhì)和反物質(zhì)、正電和負電等。
5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時(shí)已發(fā)現的物理現象,更能預測當時(shí)無(wú)法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤(pán)衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。
6.精巧性:物理實(shí)驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。
參考資料:搜狗百科——物理實(shí)驗
1、控制變量法:比如“實(shí)驗探究擺鐘擺動(dòng)的快慢跟哪些因素有關(guān)”
2、轉換法:比如“探究滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”
3、等效替代法:在高中用得較多
4、科學(xué)實(shí)驗法:簡(jiǎn)稱(chēng)實(shí)驗法,比如“伏安法測電阻”或“伏安法測小燈泡的大功率”
5、理想實(shí)驗法:牛頓第一定律的得出(伽利略的理想實(shí)驗)
6、歸納法:比如“探究杠桿平衡的條件”
7、類(lèi)比法:比如“對電流(或電壓)的認識”(用水流類(lèi)比電流、用水壓類(lèi)比電壓)
1.實(shí)驗方法 實(shí)驗方法是整個(gè)實(shí)驗設計的精髓,是做好實(shí)驗設計的關(guān)鍵所在.現將與中學(xué)實(shí)驗有關(guān)的一些最常見(jiàn)的經(jīng)典的實(shí)驗方法匯總如下:(1)化學(xué)物質(zhì)的檢測方法:①淀粉——碘液 ②還原糖——斐林試劑、班氏試劑 ③CO2——Ca(OH)2溶液或酸堿指示劑 ④乳酸——pH試紙 ⑤O2——余燼復燃 ⑥無(wú)O2——火焰熄滅 ⑦蛋白質(zhì)——雙縮脲試劑 ⑧染色體——龍膽紫、醋酸洋紅溶液 ⑨DNA——二苯胺試劑 ⑩脂肪——蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液(2)實(shí)驗結果的顯示方法:①光合速率——O2釋放量或CO2吸收量或淀粉產(chǎn)生量 ②呼吸速率——O2吸收量或CO2釋放量或淀粉減少量 ③原子途徑——放射性同位素示蹤法 ④細胞液濃度大小——質(zhì)壁分離 ⑤細胞是否死亡——質(zhì)壁分離 ⑥甲狀腺激素作用——動(dòng)物耗氧量,發(fā)育速度等 ⑦生長(cháng)激素作用——生長(cháng)速度(體重變化,身高變化) ⑧胰島素作用——動(dòng)物活動(dòng)狀態(tài) ⑨菌量——菌落數或亞甲基藍溶液褪色程度 ⑩大腸桿菌——伊紅—美藍瓊脂培養基(3)實(shí)驗條件的控制方法:①增加水中氧氣——泵入空氣或吹氣或放入綠色植物 ②減少水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋或用涼開(kāi)水 ③除去容器中CO2——NaOH溶液 ④除去葉片中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境 ⑤除去葉片中葉綠素——酒精隔水加熱 ⑥除去光合作用對呼吸作用的干擾——給植株遮光 ⑦如何得到單色光——棱鏡色散或彩色薄膜濾光 ⑧血液抗凝——加入檸檬酸鈉 ⑨線(xiàn)粒體提取——細胞勻漿離心 ⑩骨的脫鈣——鹽酸溶液 ⑾滅菌方法——微生物培養的關(guān)鍵在于滅菌,對不同材料,滅菌方法不同:培養基用高壓蒸氣滅菌;接種環(huán)用火焰灼燒滅菌;雙手用肥皂洗凈,擦干后用75%酒精消毒;整個(gè)接種過(guò)程都在實(shí)驗室無(wú)菌區進(jìn)行.(4)實(shí)驗中控制溫度的方法:①還原糖鑒定:水浴煮沸加熱 ②酶促反應:水浴保溫 ③用酒精溶解葉中的葉綠素:酒精要隔水加熱 ④DNA的鑒定:水浴煮沸加熱 ⑤細胞和組織培養以及微生物培養:恒溫培養2.斐林試劑、班氏試劑與尿糖試紙 這三種物質(zhì)均可用來(lái)檢驗含醛基的有機物的存在,在醫學(xué)上用來(lái)檢驗糖尿病,其原理均是利用了Cu2+的氧化性把醛基氧化,但成分略有不同:斐林試劑:即硫酸銅、氫氧化鈉和酒石酸鉀鈉組成的藍色混合溶液.分為斐林試劑A和斐林試劑B,A為CuSO4溶液,B為氫氧化鈉和酒石酸鉀鈉的混合溶液,使用時(shí)將A、B等體積混合即成斐林試劑.班氏試劑:即硫酸銅、碳酸鈉和檸檬酸鈉組成的混合液,又叫本尼迪克特(Benedict)試劑,它與醛反應的結果是與斐林試劑一致的,只是比斐林試劑更穩定,所以在臨床化驗中更常使用.尿糖試紙:又叫硫酸銅試紙,呈白色,帶藍色斑點(diǎn),用于糖尿病患者的尿糖測試.每片含硫酸銅20毫克,枸櫞酸300毫克,碳酸鈉80毫克,氫氧化鈉235毫克.尿糖試紙法快速、方便,試紙的正確使用方法為:將試紙條放在尿液中浸濕,一秒鐘后取出,在一分鐘內觀(guān)察試紙的顏色,并與標準色板對照,根據不同的顏色來(lái)確定尿糖陽(yáng)性的程度.3.斐林試劑和雙縮脲試劑的比較 相同點(diǎn):①都由NaOH溶液和CuSO4溶液構成;②斐林試劑甲液和雙縮脲試劑A都為0.1g/mLNaOH溶液.不同點(diǎn):①CuSO4溶液濃度不一樣:斐林試劑乙液為0.05g/mLCuSO4溶液,雙縮脲試劑B為0.01g/mLCuSO4溶液.②配制比例不一樣.③使用方法不一樣:斐林試劑是甲、乙液一起混合后再使用,雙縮脲試劑則是先向待鑒定材料加入A試劑搖勻后,再加入試劑B.④鑒定的對象不一樣:斐林試劑鑒定的是還原糖,雙縮脲試劑鑒定的是蛋白質(zhì).⑤反應本質(zhì)及顏色反應不一樣.4.蘇丹Ⅲ染液與蘇丹Ⅳ染液的比較 都是用來(lái)鑒定脂肪.蘇丹Ⅳ染液更易溶于脂肪,所以染色更深,同時(shí)要求染色時(shí)間更短.生物學(xué)中常用的試劑:1、斐林試劑: 成分:0.1g/ml NaOH(甲液)和0.05g/ml CuSO4(乙液).用法:將斐林試劑甲液和乙液等體積混合,再將混合后的斐林試劑倒入待測液,水浴加熱或直接加熱,如待測液中存在還原糖,則呈磚紅色.2、班氏糖定性試劑:為藍色溶液.和葡萄糖混合后沸水浴會(huì )出現磚紅色沉淀.用于尿糖的測定.3、雙縮脲試劑:成分:0.1g/ml NaOH(甲液)和0.01g/ml CuSO4(乙液).用法:向待測液中先加入2ml甲液,搖勻,再向其中加入3~4滴乙液,搖勻.如待測中存在蛋白質(zhì),則呈現紫色.4、蘇丹Ⅲ:用法:取蘇丹Ⅲ顆粒溶于95%的酒精中,搖勻.用于檢測脂肪.可將脂肪染成橘黃色(被蘇丹Ⅳ染成紅色).5、二苯胺:用于鑒定DNA.DNA遇二苯胺(沸水浴)會(huì )被染成藍色.6、甲基綠:用于鑒定DNA.DNA遇甲基綠(常溫)會(huì )被染成藍綠色.(甲基綠使DNA呈現綠色,吡羅紅使RNA呈現紅色.)7、50%的酒精溶液:在脂肪鑒定中,用蘇丹Ⅲ染液染色,再用50%的酒精溶液洗去浮色.8、75%的酒精溶液:用于殺菌消毒,75%的酒精能滲入細胞內,使蛋白質(zhì)凝固變性.低于這個(gè)濃度,酒精的滲透脫水作用減弱,殺菌力不強;而高于這個(gè)濃度,則會(huì )使細菌表面蛋白質(zhì)迅速脫水,凝固成膜,妨礙酒精透入,削弱殺菌能力.75%的酒精溶液常用于手術(shù)前、打針、換藥、針灸前皮膚脫碘消毒以及機械消毒等.9、95%的酒精溶液:冷卻的體積分數為95%的酒精可用于凝集DNA.10、。
一、控制變量法 指在物理實(shí)驗中往往存在著(zhù)多種變化的因素,為了研究它們之間的關(guān)系可以先控制一些量不變,依次研究某一個(gè)因素的影響。
是在初中物理實(shí)驗中用的最多的研究方法,如研究影響蒸發(fā)快慢的因素實(shí)驗;探究電流與電壓、電阻關(guān)系的實(shí)驗;探究電阻與那些因素有關(guān)的實(shí)驗?;探究動(dòng)能、重力勢能與那些因素有關(guān)的實(shí)驗; 最典型的例子是高中《驗證牛頓第二運動(dòng)定律》的實(shí)驗,我們研究的方法是:先保持物體的質(zhì)量一定,研究加速度與力的關(guān)系,再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系,最后綜合得出物體的加速度與它受到的合外力及物體質(zhì)量之間的關(guān)系。 二、累積法 將微小量累積后測量求平均的方法,能減小相對誤差。
實(shí)驗中也經(jīng)常涉及這一方法。例如,測一張紙的厚度可測100張紙的厚度再求一張紙的厚度;在《用單擺測定重力加速度》實(shí)驗中,需要測定單擺周期,用秒表測一次全振動(dòng)的時(shí)間誤差很大,于是采用測量30-50次全振動(dòng)的時(shí)間T,從而求出單擺的周期T=t/n(n為全振動(dòng)次數)。
又如在《測定金屬電阻率》的實(shí)驗中,若沒(méi)有螺旋測微器時(shí),也可把金屬在鉛筆上密繞若干圈,由線(xiàn)圈總長(cháng)度來(lái)測出金屬絲的直徑。 三、轉換法 某些物理量不容易直接測量,或某些現象直接顯示有困難,可以采取把所要觀(guān)測的變量轉換成其它變量(力、熱、聲、光、電等物理量)的相互轉換進(jìn)行間接觀(guān)察和測量,這就是轉換法,如磁鐵的磁性強弱可以通過(guò)吸引大頭針的多少來(lái)見(jiàn)接顯示;風(fēng)力的大小可以通過(guò)樹(shù)的彎曲成程度來(lái)觀(guān)察;又如卡文迪許《利用扭秤裝置測定萬(wàn)有引力恒量實(shí)驗》為例:其基本的思維方法便是等效轉換。
卡文迪許扭秤發(fā)生扭轉后,引力對T 形架的扭轉力矩與石英絲由于彈性形變產(chǎn)主的扭轉力矩這就是等效轉換,間接地達到了無(wú)法達到的目的。本實(shí)驗中轉換法還應用于石英絲扭轉角度的測量上,這個(gè)角度不是直接測出的,而是利用平面鏡反射光在刻度尺上移動(dòng)的距離間接測出的。
轉換法是一種較高層次的思維方法。是對事物本質(zhì)深刻認識的基礎上才產(chǎn)生的一種飛躍。
如變曲為直實(shí)際上就是該方法的應用。理想化法:影響物理現象的因素往往復雜多變,實(shí)驗中常可采用忽略某些次要因素或假設一些理想條件的辦法,以突出現象的本質(zhì)因素,便于深入研究,從而取得實(shí)際情況下合理的近似結果(通俗他說(shuō)就是抓大放小)。
例如在《用單擺測定重力加速度》的實(shí)驗中,假設懸線(xiàn)不可伸長(cháng),懸點(diǎn)的摩擦和小球在擺動(dòng)過(guò)程的空氣阻力不計;在電學(xué)實(shí)驗中把電壓表變成內阻是無(wú)窮大的理想電壓表,電流表變成內阻等于0的理想電流表等等實(shí)際都采用了理想化法。 四、放大法 在現象、變化、待測物理量十分微小的情況下,往往采用放大法。
根據實(shí)驗的性質(zhì)和放大對象的不同,放大所使用的物理方法也各異。例如,在《測定金屬電阻率》實(shí)驗中所便用的螺旋測微器,主尺上前進(jìn)(或后退)0.5毫米,對應副尺上有5n個(gè)等分,實(shí)際上是對長(cháng)度的機械放大;許多電表如電流表、電壓表是利用一根較長(cháng)的指針把通電后線(xiàn)圈的偏轉角顯示出來(lái)。
又比如在《卡文迪許扭實(shí)驗》,其測定萬(wàn)有引力恒量的思路最后轉移到光點(diǎn)的移動(dòng)(跟“庫侖靜電力扭枰實(shí)驗一樣),都是將微小形變放大方法的具體應用。 五、平衡法 物理學(xué)中常常利用一個(gè)量的作用與另一個(gè)(或幾個(gè))量的作用相同、相當或相反來(lái)設計實(shí)驗,制作儀器,進(jìn)行測量。
例如測量中的基本工具彈簧秤的設計是利用了力的平衡,天平的設計是根據力矩的平衡;溫度計是利用了熱的平衡。 六、留跡法 有些物理現象瞬間即逝,如運動(dòng)物體所處的位置,軌跡或圖像等,設法記錄下來(lái),以便從容地測量、比較和研究。
例如:在《測定勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的加速度》、《驗證牛頓第二運動(dòng)定律》、《驗證機械能守恒定律》等實(shí)驗中,就是通過(guò)紙帶上打出的點(diǎn)記錄下小車(chē)(或重物)在不同時(shí)刻的位置,(位移)及所對應的時(shí)刻,從而可從容計算小車(chē)在各個(gè)位置或時(shí)刻的速度并求出加速度;對于簡(jiǎn)諧運動(dòng),則是通過(guò)擺動(dòng)的漏斗漏出的細沙落在勻速拉動(dòng)的硬紙板上而記錄下各個(gè)時(shí)刻擺的位置,從而很方便地研究簡(jiǎn)諧運動(dòng)的圖像;又如利用閃光照相記錄自由落體運動(dòng)的軌跡等實(shí)際。都采用了留跡法。
七、模擬法 有時(shí)受客觀(guān)條件限制,不能對某些物理現象送行直接實(shí)驗和測量,于是就人為地創(chuàng )造一定的模擬條件,在這樣模擬的條件下進(jìn)行實(shí)驗。例如在《電場(chǎng)中等勢線(xiàn)的描繪》實(shí)驗中,因為對靜電場(chǎng)直接測量很困難,故采用易測量的電流場(chǎng)來(lái)模擬。
又如在確定磁場(chǎng)中磁感線(xiàn)的分布,因為磁感線(xiàn)實(shí)際不存在。我們就用鐵屑的分布來(lái)模擬磁感線(xiàn)的存在。
此外在中學(xué)物理實(shí)驗中還有比較法、替代法、補償法等。物理作為一門(mén)建立在實(shí)驗基礎之上的學(xué)科,由于中考和高考內容日趨拓寬,知識交叉部分(特別實(shí)行理綜考試)越來(lái)越多,能力要求也就更加突出。
所以迫切需要摒棄“實(shí)驗無(wú)關(guān)緊要”、“講比做好”等錯誤觀(guān)念,認真領(lǐng)悟實(shí)驗中的研究方法,只有這樣,才能切實(shí)抓好實(shí)驗教學(xué)工作,另外對學(xué)生整體物理水平的提高有極大的幫助。所以,我們在平時(shí)的教學(xué)中一定要重視物理實(shí)驗的研究方法,加強對學(xué)生的引導,使他們真正領(lǐng)會(huì )物理實(shí)驗方法。
聲明:本網(wǎng)站尊重并保護知識產(chǎn)權,根據《信息網(wǎng)絡(luò )傳播權保護條例》,如果我們轉載的作品侵犯了您的權利,請在一個(gè)月內通知我們,我們會(huì )及時(shí)刪除。
蜀ICP備2020033479號-4 Copyright ? 2016 學(xué)習?shū)B(niǎo). 頁(yè)面生成時(shí)間:2.984秒