高中物理实验中的转换放大思想的应用

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  摘 要:物理学思想方法是科学思维的提炼和升华,是培养学生核心素养需要关注的一个重要问题,本文就高中物理实验中涉及的转换放大思想进行讨论.
  关键词:物理实验;物理思想;转换放大;微小量
  中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1008-4134(2021)09-0034-03
  作者简介:赵艳红(1974-),女,黑龙江安达人,硕士,中学高级教师,研究方向:中学物理学科教学.
  《普通高中物理课程标准(2017年版)》指出,在物理教学中要注重体现物理学科本质,培养学生物理核心素养,要从物理观念、科学思维、科学探究等方面提炼学科育人价值.物理学中的思想方法是科学思维的升华和提炼,是物理学的精华,在物理教学中加强和重视物理思想方法的渗透非常必要.它不但可以提高学生的物理思维能力,也可以进一步促进学生物理观念的形成,培养创新能力.在物理实验中,遇到微小的不易观察和测量的物理量,通常都是将不易观察的微小量,转换为容易观察的显著量,再根据显著量与微小量之间的关系得出微小量,这就是物理学中常用的转换放大的思想方法.下面我们就来看一下,在高中物理实验中,有哪些转换放大思想的应用.
  1 测量工具中的转换放大思想的应用
  1.1 螺旋测微器
  螺旋测微器的测量长度可以准确到0.01mm,再加上可以估读一位,读数能到0.001mm,故又叫千分尺.螺旋测微器如何能测出这么小的长度呢? 它的原理就是把一个螺距的距离转换放大为周长进行测量.
  如图1所示,螺杆在螺母中旋转一周,螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离,即轴向的一个螺距对应一个周长.因此,在圆周上标出对应的等分刻度,测量沿轴线方向移动的微小距离,就能用圆周上的读数表示出来.将螺距(螺旋旋进一圈的推进距离)通过螺母上的圆周放大,放大倍数即为η=πDd(d是螺距,D是与螺母连在一起的分度套筒的直径).
  螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm,套筒上的可动刻度有50个等分刻度,可动刻度旋转一周,测微螺杆可前进或后退0.5mm,因此旋转一个小分度,相当于测微螺杆前进或后退0.5mm/50=0.01mm.所以用螺旋测微器测量长度时,首先要读出主尺固定刻度数,即活动套管的前沿在固定套管的位置所对应的数值(注意0.5mm的短线是否露出).然后再读出可动刻度数,即从固定套管上的横线所对活动套管上的分格数,读出不到一圈(
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