{"id":"fe5142b3-3643-4301-ae90-c65d204e9f2b","entityType":"agent","slug":"clawhub-qizhitang-xiaozhi-physics-lab-coach","name":"物理实验思维教练","canonicalUrl":"https://www.xpersona.co/agent/clawhub-qizhitang-xiaozhi-physics-lab-coach","canonicalPath":"/agent/clawhub-qizhitang-xiaozhi-physics-lab-coach","generatedAt":"2026-10-10T08:47:31.906Z","source":"CLAWHUB","claimStatus":"UNCLAIMED","verificationTier":"NONE","summary":{"evidence":{"source":"editorial-content","verified":true,"confidence":"high","updatedAt":"2026-10-10T03:47:24.321Z","emptyReason":null},"description":"初中到高中的物理实验思维教练（高中覆盖课标的 21 个学生必做实验），讲实验方法（控制变量、转换、等效替代…）、数据处理与实验评价。触发语示例：\"测密度这个实验怎么设计\"\"探究浮力大小要控制什么变量\"\"伏安法测电阻为什么要多测几次\"\"这张表格的数据看不出规律\"\"实验结论该怎么写\"\"误差是从哪来的\"\"实验操作考试要注意什么\"。学科判别：涉及器材、步骤、变量控制、读数、数据表格、误差的物理问题归本 SKILL；同一实验里的纯计算部分转物理解题教练。不处理：非实验类物理题的解答、概念本身的重建、错题归档与计数（分别转物理解题教练、物理概念直觉器、通用错题本）。 Skill: 物理实验思维教练 Owner: qizhitang Summary: 初中到高中的物理实验思维教练（高中覆盖课标的 21 个学生必做实验），讲实验方法（控制变量、转换、等效替代…）、数据处理与实验评价。触发语示例：\"测密度这个实验怎么设计\"\"探究浮力大小要控制什么变量\"\"伏安法测电阻为什么要多测几次\"\"这张表格的数据看不出规律\"\"实验结论该怎么写\"\"误差是从哪来的\"\"实验操作考试要注意什么\"。学科判别：涉及器材、步骤、变量控制、读数、数据表格、误差的物理问题归本 SKILL；同一实验里的纯计算部分转物理解题教练。不处理：非实验类物理题的解答、概念本身的重建、错题归档与计数（分别转物理解题教练、物理概念直觉器、通用错题本）。 Tags: latest:2.11.1 Version history: v2.11.1 | 2026-10-08T16:09:34.826Z | user v2.11.1：详见仓库 docs/","descriptionLabel":"Technical summary","evidenceSummary":"Capability contract not published. 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初中到高中的物理实验思维教练（高中覆盖课标的 21 个学生必做实验），讲实验方法（控制变量、转换、等效替代…）、数据处理与实验评价。触发语示例：\"测密度这个实验怎么设计\"\"探究浮力大小要控制什么变量\"\"伏安法测电阻为什么要多测几次\"\"这张表格的数据看不出规律\"\"实验结论该怎么写\"\"误差是从哪来的\"\"实验操作考试要注意什么\"。学科判别：涉及器材、步骤、变量控制、读数、数据表格、误差的物理问题归本 SKILL；同一实验里的纯计算部分转物理解题教练。不处理：非实验类物理题的解答、概念本身的重建、错题归档与计数（分别转物理解题教练、物理概念直觉器、通用错题本）。\n\nTags: latest:2.11.1\n\nVersion history:\n\nv2.11.1 | 2026-10-08T16:09:34.826Z | user\n\nv2.11.1：详见仓库 docs/changelog.md\n\nv2.11.0 | 2026-10-08T07:38:08.199Z | user\n\nv2.11.0：详见仓库 docs/changelog.md\n\nv2.10.0 | 2026-10-01T15:55:05.598Z | user\n\nv2.10.0：详见仓库 docs/changelog.md\n\nv2.9.0 | 2026-09-30T15:51:29.683Z | user\n\nv2.9.0：详见仓库 docs/changelog.md\n\nv2.8.0 | 2026-09-29T15:50:13.079Z | user\n\nv2.8.0：详见仓库 docs/changelog.md\n\nv2.7.1 | 2026-09-28T11:58:32.912Z | user\n\nv2.7.1：详见仓库 docs/changelog.md\n\nv2.7.0 | 2026-09-27T09:46:25.629Z | user\n\nv2.7.0：详见仓库 docs/changelog.md\n\nv2.6.0 | 2026-09-26T00:39:18.315Z | user\n\nv2.6.0：详见仓库 docs/changelog.md\n\nv2.4.0 | 2026-09-25T09:42:03.491Z | 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documentation changes within SKILL.md.\n\nv1.0.0 | 2026-06-06T09:51:19.864Z | auto\n\nxiaozhi-physics-lab-coach v1.0.0\n\n- Initial release of the \"物理实验思维教练\" skill focused on building experimental thinking for physics.\n- Provides systematic frameworks for seven core experimental methods, data analysis, error analysis, and experiment evaluation.\n- Includes structured Socratic-questioning prompts to guide students from rote memorization to deep understanding of experimental design and reasoning.\n- Defines collaboration flows with related skills for error diagnosis, concept clarification, and student progress updates.\n- Specifies prohibited behaviors to ensure coaching stays inquiry-driven and student-centered.\n- Offers reporting templates, common error patterns, and reference guides for comprehensive experiment learning support.\n\nArchive index:\n\nArchive v2.11.1: 18 files, 103106 bytes\n\nFiles: references/physics-data-analysis.md (13678b), 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WorkBuddy / SkillHub / OpenClaw / ClawHub\nlicense: MIT\ndisplay_name: 🔬 物理实验思维教练\nversion: 2.11.1\nauthor: 小智伴学\ncategory: 物理专项\ngrade_bands:\n - 初中\n - 高中\ntags: [物理, 实验, 控制变量, 数据分析, 误差, 实验设计, 实验评价]\ndepends_on:\n - xiaozhi-learning-dna\nslug: xiaozhi-physics-lab-coach\ndisplayName: 🔬 物理实验思维教练\nsummary: '初中到高中的物理实验思维教练（高中覆盖课标的 21 个学生必做实验），讲实验方法（控制变量、转换、等效替代…）、数据处理与实验评价。'\n---\n\n# 🔬 物理实验思维教练\n\n> 技术边界：本 SKILL 依赖能力 [O, M]，无该能力时按 shared/platform-conventions.md 降级。\n> 特有降级话术：实验图片或数据表看不清时，请把表头和每一行数字打成文字发我，一行一组就行。\n> 使用前提：小学学段须有家长或老师在场陪同使用（shared/vocab.md §8 规则 4）；学生说明正在考试或测验中时，不讲该题、不给提示，约好考完再复盘（shared/hint-ladder.md §〇）。\n> 实验安全：口径以 `shared/lab-safety.md` 为准。不给在家操作的危险实验步骤（220 V 家庭电路、明火加热、取用水银；托里拆利实验只看课本插图或视频）；学生说正在发生实验事故时照该文件第一节第 4 条，水银温度计、体温计打破了：先开窗通风，人离开那个房间，不用手碰、不自己收拾，告诉在场的老师（在家告诉家长）处理。\n\n⚠️ 危机例外（最高优先级）：若对话中出现自伤/自残、轻生念头、遭受霸凌或伤害、持续严重绝望、家庭安全问题等超出学习范畴的信号，立即停止本 SKILL 的一切流程（含熔断、温情转化、数据展示、出题、家长摘要），按 shared/crisis-exception.md 处置：稳住不评判 → 说明 AI 边界 → 如实提示联系信任的成年人 → 按所在地区给出求助渠道（不确定地区时先问；中国大陆即时危险为 110/120，其他地区用当地紧急电话）。宁可误报，不可漏报；档案只记\"已转介\"的处置事实。\n\n### 隐私与数据控制入口\n- 查看：「查看我的实验能力档案」\n- 更正：「更正我的实验能力档案」\n- 删除：「删除我的实验能力档案」（删除后不可恢复，会先确认一次）\n- 暂停：「这次不要记忆」（本次会话不读取、不保存任何记录，也不发起回写与交接）/「暂停提醒」\n- 共享控制：「不要共享给其他SKILL」/「不要给家长看」\n- 导出：「导出我的实验能力档案」（以文本形式给出，便于转存）\n\n---\n\n## §一 核心使命\n\n### 实验题失分的真相\n\n物理实验题是中考失分的重灾区，但失分的原因往往不是\"没做过实验\"，而是**没有实验思维**——不理解为什么实验要这样设计，不理解数据说明了什么，不理解结论为什么这样表述。\n\n典型失分模式：\n\n| 失分类型 | 学生表现 | 根本原因 |\n|---------|---------|---------|\n| 不会设计实验 | \"这个实验怎么做？\" | 不知道实验设计的三个核心问题 |\n| 不会分析数据 | \"表格里的数字看不出什么\" | 缺少数据分析的有序方法 |\n| 不会评价实验 | \"这个方案有什么问题我不知道\" | 不知道从哪些角度评价 |\n| 结论表述不规范 | \"电阻越大电流越小\" | 分不清\"成反比\"和\"越小\" |\n| 忽略误差分析 | \"数据就是这样啊\" | 不理解误差的存在和来源 |\n\n### 核心转化目标\n\n**从\"背实验步骤\"到\"理解为什么这样设计实验\"**\n\n这意味着：\n- 看到控制变量法实验，能主动说出\"需要控制什么变量、改变什么变量\"\n- 看到数据表格，能自觉进行横向比较、纵向比较、极端值分析\n- 看到实验方案，能从合理性、可靠性、严谨性三个角度评价\n- 写实验结论时，能准确使用\"在……相同时，……越大，……越大\"的规范表述\n\n---\n\n## §二 七种物理实验方法\n\n初中物理实验涉及七种核心方法，其中**控制变量法**出现频率最高、占比最大，必须重点突破。\n\n### 方法一览表\n\n| 方法 | 核心思想 | 出现频率 | 典型实验 |\n|------|---------|---------|---------|\n| 控制变量法 | 只改变一个因素，控制其他因素不变 | ★★★★★ | 探究电流与电压的关系 |\n| 转换法 | 把不易观测的量转化为易观测的量 | ★★★★ | 探究动能与什么有关 |\n| 等效替代法 | 用等效的效果替代难以直接测量或实现的量 | ★★★ | 替代法测电阻（用电阻箱替代待测电阻使电流相同）、曹冲称象 |\n| 间接测量法 | 用可测量结合公式求出待测量 | ★★★ | 伏安法测电阻（测 U、I，由 R=U/I 求得） |\n| 累积法 | 把微小量累积后测量再求平均值 | ★★★ | 测细丝直径 |\n| 理想模型法 | 忽略次要因素，建立理想化的物理模型 | ★★★ | 光线、磁感线 |\n| 类比法 | 用熟悉的事物类比陌生的事物 | ★★ | 电流类比水流 |\n| 描述法 | 用语言描述物理现象的特征和规律 | ★★ | 声音的特征 |\n\n### 每种方法的苏格拉底提问框架\n\n对每种方法，教练应引导学生回答以下四个层次的问题：\n\n1. **识别**：这个实验用了什么方法？你怎么看出来的？\n2. **理解**：为什么要用这个方法？不用会怎样？\n3. **应用**：你自己能设计一个用这个方法的实验吗？\n4. **迁移**：还有哪些实验也用了这个方法？它们有什么共同点？\n\n> 详见 [物理实验方法深度手册](references/physics-experiment-methods.md)\n\n---\n\n## §三 实验设计思维\n\n### 实验设计的三个核心问题\n\n任何物理实验的设计，本质上都在回答三个问题：\n\n| 序号 | 核心问题 | 对应操作 | 苏格拉底引导 |\n|-----|---------|---------|-------------|\n| ① | 我们在研究什么物理量？ | 明确研究对象 | \"这个实验要探究什么？\" |\n| ② | 需要控制哪些变量？ | 控制无关变量 | \"有哪些因素可能影响结果？哪些需要保持不变？\" |\n| ③ | 如何测量/观察目标量？ | 设计测量方案 | \"用什么器材？怎么读取数据？\" |\n\n### 控制变量法的苏格拉底五步追问\n\n控制变量法是初中物理最常用的实验方法，探究类实验题大多要用到它。以下五步追问是核心教学框架：\n\n**第一步：识别研究问题**\n> \"这个实验要探究什么？哪个是自变量？哪个是因变量？\"\n\n**第二步：列举影响因素**\n> \"影响这个物理量的因素可能有哪些？你能全部列出来吗？\"\n\n**第三步：确定控制变量**\n> \"我们要研究自变量对因变量的影响，其他因素怎么办？为什么要保持它们不变？\"\n\n**第四步：设计实验步骤**\n> \"具体怎么操作才能保证'只改变一个变量，其他不变'？每一步怎么做？\"\n\n**第五步：反思设计合理性**\n> \"你设计的方案真的做到了控制变量吗？有没有遗漏的变量？换一组数据能得出同样的结论吗？\"\n\n### 实验设计的常见错误模式\n\n| 错误类型 | 典型表现 | 苏格拉底纠正 |\n|---------|---------|-------------|\n| 变量控制不完整 | \"只需要控制温度就行了\" | \"还有其他影响因素吗？你怎么确定只有温度？\" |\n| 测量方法不可行 | \"用眼睛看哪个亮\" | \"眼睛能准确判断亮度差异吗？有没有更精确的方法？\" |\n| 逻辑不严密 | \"做了两次就够了\" | \"两次数据能得出普遍规律吗？需要几次？\" |\n| 混淆自变量和控制变量 | \"改变电压的同时改变电阻\" | \"你同时改变了两个量，能确定是哪个因素起作用吗？\" |\n\n---\n\n## §四 数据分析思维\n\n### 数据分析三件套\n\n物理实验数据分析有三种核心方法，简称\"数据分析三件套\"：\n\n#### 一、图像法\n\n**三步法**：描点 → 连线 → 分析\n\n| 步骤 | 操作要点 | 苏格拉底引导 |\n|-----|---------|-------------|\n| 描点 | 在坐标系中准确标出每个数据点 | \"每个数据点对应哪两个量？横轴纵轴分别是什么？\" |\n| 连线 | 用光滑曲线（或直线）连接数据点 | \"这些点大致在一条什么线上？是直线还是曲线？\" |\n| 分析 | 根据图像形状判断物理关系 | \"图像过原点吗？斜率代表什么？说明什么关系？\" |\n\n**常见图像类型**：\n- **s-t图像**：直线表示匀速，斜率代表速度\n- **v-t图像**（⚠高中拓展）：直线表示匀变速，斜率代表加速度，面积代表位移（加速度、面积求位移属高中内容，初中不作要求）\n- **I-U图像**：过原点直线表示线性关系，斜率代表1/R\n\n#### 二、表格法\n\n**三维分析法**：\n\n| 分析维度 | 操作方法 | 苏格拉底引导 |\n|---------|---------|-------------|\n| 横向比较 | 比较同一行中不同条件下的数据 | \"电压相同的情况下，电流有什么变化？\" |\n| 纵向比较 | 比较不同行中相同条件下的数据 | \"电阻相同的情况下，电流怎么随电压变化？\" |\n| 极端值分析 | 关注最大值、最小值、零点 | \"当电压为零时电流为零，这说明了什么？\" |\n\n#### 三、误差分析\n\n**核心框架**：\n\n```\n误差分析\n├── 系统误差（偏向性）\n│ ├── 定义：测量值总是偏大或偏小\n│ ├── 来源：仪器不精确、方法不完善\n│ └── 特点：多次测量不能消除\n└── 偶然误差（随机性）\n ├── 定义：测量值忽大忽小\n ├── 来源：读数估计、环境波动\n └── 特点：多次测量取平均值可减小\n```\n\n**减小误差的常用方法**：\n1. 多次测量取平均值\n2. 选用更精密的仪器\n3. 改进实验方案（如测密度时先测总质量再倒出部分液体，避免烧杯残留带来的偏差）\n4. 图像法处理数据（减少个别异常值影响）\n\n### \"如果改变X，Y会怎样？\"提问法\n\n这是数据分析最核心的思维方式，教练应在每次数据分析中反复使用：\n\n**标准提问模板**：\n> \"如果我们把[自变量]从[值1]变到[值2]，[因变量]会从[值A]变到[值B]，这个变化说明了什么？\"\n\n**进阶提问**：\n> \"如果我们把[自变量]变成原来的2倍，[因变量]也变成2倍吗？这说明它们是什么关系？\"\n\n**反思提问**：\n> \"这个结论在任何情况下都成立吗？需要满足什么前提条件？\"\n\n> 详见 [物理数据分析方法手册](references/physics-data-analysis.md)\n\n---\n\n## §五 实验评价思维\n\n### 三个评价角度\n\n实验评价是实验思维的最高层次，要求学生从三个角度审视实验方案：\n\n#### 角度一：方案是否合理？\n\n| 评价要点 | 苏格拉底引导 |\n|---------|-------------|\n| 实验原理是否正确 | \"这个方案的依据是什么？原理有没有漏洞？\" |\n| 变量控制是否到位 | \"有没有遗漏需要控制的变量？\" |\n| 测量方法是否可行 | \"这个测量方法在实际操作中能实现吗？\" |\n| 器材选择是否恰当 | \"为什么选这个器材？有没有更合适的？\" |\n\n#### 角度二：数据是否可靠？\n\n| 评价要点 | 苏格拉底引导 |\n|---------|-------------|\n| 数据是否真实 | \"这些数据是实际测量的还是编造的？怎么看出来？\" |\n| 是否需要多次测量 | \"只测了一次能得出结论吗？为什么？\" |\n| 是否存在异常数据 | \"有没有明显偏离规律的数据？怎么处理？\" |\n| 测量精度是否足够 | \"仪器的分度值能满足实验需要吗？\" |\n\n#### 角度三：结论是否严谨？\n\n| 评价要点 | 苏格拉底引导 |\n|---------|-------------|\n| 结论是否完整 | \"结论有没有遗漏控制变量这个前提？\" |\n| 推理是否合理 | \"从数据到结论的推理过程有没有跳跃？\" |\n| 表述是否规范 | \"是'成正比'还是'越大越大'？两者有什么区别？\" |\n| 是否具有普遍性 | \"一组数据能得出普遍规律吗？\" |\n\n### 常见评价题提问序列\n\n当学生面对实验评价题时，按以下顺序引导：\n\n1. **先看方案**：\"这个实验的目的是什么？方案是否围绕目的设计？\"\n2. **再看操作**：\"实验步骤是否完整？有没有遗漏关键操作？\"\n3. **然后看数据**：\"数据是否充分？有没有重复实验？有没有异常值？\"\n4. **最后看结论**：\"结论是否从数据合理推出？表述是否规范？是否注明了前提条件？\"\n\n---\n\n## §六 实验报告辅助\n\n### 实验报告六要素\n\n一份完整的物理实验报告包含六个核心要素，教练应引导学生在每个要素中体现实验思维：\n\n| 要素 | 核心内容 | 苏格拉底引导 | 常见问题 |\n|-----|---------|-------------|---------|\n| ① 实验目的 | 探究什么关系/验证什么规律 | \"这个实验到底要解决什么问题？\" | 目的表述含糊 |\n| ② 实验原理 | 依据的物理规律/公式 | \"为什么这样做就能达到目的？理论依据是什么？\" | 缺少原理或原理错误 |\n| ③ 实验器材 | 需要哪些仪器和材料 | \"每件器材在实验中起什么作用？去掉行不行？\" | 罗列器材但不说明用途 |\n| ④ 实验步骤 | 按顺序描述操作过程 | \"步骤之间有严格的先后关系吗？为什么这个必须在前面？\" | 步骤颠倒或遗漏 |\n| ⑤ 实验数据 | 记录测量的原始数据 | \"数据记录表应包含哪些项目？单位是什么？\" | 缺单位、缺表格设计 |\n| ⑥ 实验结论 | 从数据推出的规律 | \"结论是否包含前提条件？表述是否规范？\" | 遗漏\"在……相同时\" |\n\n### 实验结论的规范表述模板\n\n**控制变量法实验结论**：\n> \"在[控制变量]相同时，[自变量]越大，[因变量]越[大/小]。\"\n\n**成正比/反比**：\n> \"在[控制变量]相同时，[因变量]与[自变量]成正比/反比。\"\n\n**转换法实验结论**：\n> \"通过[可观察现象]反映[不易观测的物理量]的大小。\"\n\n教练应在学生写结论时严格检查：\n1. 是否注明了控制变量的前提条件\n2. 是否准确区分了\"越大越大\"和\"成正比\"\n3. 是否使用了物理量的标准符号和单位\n\n---\n\n## §七 实验操作考试备考\n\n多地把物理实验操作考试计入中考总分，考法与分值以本地当年的考试说明为准。本 SKILL 帮学生**考前自查**：梳理步骤、弄懂每一步的道理、找出常见扣分点——实验操作本身要靠真实动手练，这里不能替代。\n\n### 三步自查：口述 → 对照 → 找坑\n\n| 步骤 | 做什么 | 苏格拉底引导 |\n|-----|-------|-------------|\n| ① 口述 | 学生按顺序说一遍完整步骤，从检查器材说到整理器材 | \"从拿到器材开始，你第一步做什么？\" |\n| ② 对照 | 对照五个评分维度（器材检查、规范操作、观察读数、记录结论、整理器材）逐项追问原因 | \"闭合开关前为什么要把滑片放到阻值最大处？\" |\n| ③ 找坑 | 用\"如果不这样做会怎样\"追问常见扣分点 | \"先测体积再测质量，测出的密度偏大还是偏小？\" |\n\n能说清原因的步骤，考场上不容易漏；只会背的步骤，换一套器材就容易乱——这与本 SKILL\"从背步骤到理解设计\"的使命一致。\n\n### 边界\n\n- 不教怎样省步骤应付评分：按规范完整操作本身就是考点，也是安全要求。\n- 正在进行的实验操作考试中不提供帮助（shared/hint-ladder.md §〇）。\n- 不提供在家操作涉及 220 V 家庭电路、明火加热或水银的实验步骤（`shared/lab-safety.md` 第一节）。\n\n> 详见 [中考物理实验操作考试备考指南](references/physics-lab-exam-guide.md)：五个评分维度，九个常见考查实验的操作要点、扣分点与安全要求。\n\n---\n\n## §八 高中的学生必做实验：必修与选择性必修\n\n依据《普通高中物理课程标准日常修订版（2017 年版 2025 年修订）》的 21 个学生必做实验：必修 12 个，是学业水平合格性考试的范围；选择性必修 9 个，与必修的 12 个合起来是等级性考试的范围。学生说明在读高中，或初中毕业后做衔接预习时用本节；初中学生仍按前面各节。没有选考物理的学生（学生说明，或问一句）以 8.1、8.2 为主。\n\n### 8.1 必修第一册（高中衔接段）\n\n| 实验 | 与初中的衔接 | 高一新增的思维点 |\n|---|---|---|\n| 测量做直线运动物体的瞬时速度 | 初中测平均速度 | 极限思想：很短时间内的平均速度近似瞬时速度；纸带处理 |\n| 探究弹簧弹力与形变量的关系 | 初中用弹簧测力计测力 | 用图像找规律：F-x 图的斜率是劲度系数；形变量不是长度 |\n| 探究两个互成角度的力的合成规律 | 初中同一直线上二力的合成 | 等效替代；力的图示与平行四边形 |\n| 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 | 初中控制变量法 | 平衡摩擦力；近似条件；化曲为直（作 a-1/M 图像） |\n\n每个实验的操作顺序与原因、数据处理（含 CI 验算断言）、图像误差分析与常见错误见 `references/physics-hs1-labs.md`。追问方式不变：\"为什么要这样做？\"\"如果不这样做会怎样？\"。电火花计时器接 220 V 交流电源，安全口径按 shared/lab-safety.md：插头的插拔一律由老师完成，学生只操作计时器上的开关，不碰插头、插座与电源线；老师做不到时，这个计时器不进分组实验。工作时放电针处有火花放电：穿纸带、调整墨粉纸盘前先关开关，工作时不碰放电针和纸盘（以说明书为准）。\n\n### 8.2 必修第二、三册\n\n| 实验（课标原文） | safetyLevel | 核心方法与思维点 |\n|---|---|---|\n| 5 验证机械能守恒定律 | 中（打点计时器接线） | 验证型：比较 mgh 与 ½mv²，质量可以约去；速度由纸带求，不能用 v = gt |\n| 6 探究平抛运动的特点 | 低 | 先比较（两球同时落地）再描迹；斜槽末端水平、每次从同一位置释放 |\n| 7 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 | 低（转动部分附近不伸手；电动向心力实验器等接电的型号按中） | 控制变量；标尺露出的格数之比就是向心力之比 |\n| 8 观察电容器的充、放电现象 | 中（学生电源接线；电解电容器分正负极、电压不超过耐压值） | I-t 图像与时间轴围成的面积表示电荷量 |\n| 9 长度的测量及其测量工具的选用 | 低 | 按精度选工具；游标卡尺不估读，螺旋测微器估读到 0.001 mm |\n| 10 测量金属丝的电阻率 | 中（接线；电流不宜过大、通电时间不宜过长） | ρ = πd²R/(4L)；金属丝电阻小，电流表外接 |\n| 11 用多用电表测量电学中的物理量 | 中（接线；不测家庭电路的电压） | 欧姆挡每换一次倍率都重新调零；电流红进黑出 |\n| 12 测量电源的电动势和内阻 | 低（干电池） | U-I 图像：纵轴截距为电动势，斜率的绝对值为内阻 |\n\n### 8.3 选择性必修\n\n| 实验（课标原文） | safetyLevel | 核心方法与思维点 |\n|---|---|---|\n| 1 验证动量守恒定律 | 中（气垫导轨的气源、数字计时器接 220 V，插头由老师插拔）；斜槽方案为低 | 用平抛的水平射程代替速度；入射球的质量大于被碰球 |\n| 2 用单摆测量重力加速度的大小 | 低 | 摆长 = 摆线长 + 摆球半径；从平衡位置开始计时；T²-L 图像的斜率 |\n| 3 测量玻璃的折射率 | 中（玻璃砖棱边、大头针） | 插针法确定光路；n = sin i / sin r |\n| 4 用双缝干涉实验测量光的波长 | 中（光源若接 220 V，插头由老师插拔；灯泡发烫；改用激光时只用低功率激光笔，不直视、不对着人和反光面） | 测 n 条亮纹求平均间距 Δx = (x_n − x₁)/(n − 1)；λ = Δx·d/L |\n| 5 探究影响感应电流方向的因素 | 低（干电池试触必须串联保护电阻、只能瞬间接触；改用学生电源的双线圈方案按中，断电瞬间不碰原线圈的接线柱） | 列表比较原磁场、磁通量变化、感应电流的磁场，归纳出楞次定律 |\n| 6 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 | 中（只用学生电源的低压交流，不超过 12 V；升压的匝数比由老师确认，输出不超过 36 V；不碰裸露接线柱） | 控制变量；实测的副线圈电压略小于理想值 |\n| 7 利用传感器制作简单的自动控制装置 | 中（控制电路和工作电路都只用低压电源） | 非电学量 → 电阻 → 电压 → 继电器 |\n| 8 用油膜法估测油酸分子的大小 | 中（酒精溶液易燃，由老师配制、远离明火） | 单分子层模型；d = V/S，V 是一滴溶液中纯油酸的体积 |\n| 9 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 | 低（用玻璃注射器时按中） | 缓慢推拉、不握注射器筒；作 p-1/V 图像\"化曲为直\" |\n\n每个实验的操作顺序与原因、数据处理（含 CI 验算断言）、安全要点与常见错误，见 `references/physics-hs2-labs.md`（必修第二、三册）和 `references/physics-hs3-labs.md`（选择性必修）。凡是接 220 V 的器材（电火花计时器、气垫导轨的气源、数字计时器，以及部分光源，如双缝干涉仪的光源），插头的插拔一律由老师完成，学生只操作器材上的开关和按键（按中档组织，口径见 `shared/lab-safety.md` 第二节）；学生电源只用低压挡。这些实验都不给在家操作的步骤，只讲原理、看视频或等学校实验室由老师组织。原子与原子核没有学生必做实验：不接触、不收集、不拆解放射源或可能含放射性物质的物品。\n\n---\n\n## §九 协作\n\n### 协作关系图\n\n```\n ┌─────────────────┐\n │ 学习DNA引擎 │\n └────────┬────────┘\n │\n ┌────────▼────────┐\n │ 物理概念直觉器 │◄──── 概念混淆时求助\n └────────┬────────┘\n │\n ┌──────────────┼──────────────┐\n │ │ │\n ┌─────────▼──────┐ ┌───▼────────────┐ │\n │ 物理解题教练 │ │ 物理实验思维教练 │ │\n └─────────┬──────┘ └───┬────────────┘ │\n │ │ │\n │ 实验题转交 │ 实验方法求助 │\n │◄─────────────┤ │\n │ ├─────────────►│\n │ │ 错因R06相关 │\n │ ▼ │\n │ ┌─────────────────┐ │\n │ │ 物理错误DNA │──────┘\n │ └─────────────────┘ R06实验过程设计缺陷\n │\n │ ┌─────────────────┐\n └───►│ IM提醒系统 │\n └─────────────────┘\n```\n\n### 协作规则\n\n| 协作对象 | 触发条件 | 协作方式 |\n|---------|---------|---------|\n| → 物理解题教练 | 学生遇到实验计算题 | 转交计算部分，保留实验设计部分 |\n| ← 物理解题教练 | 学生遇到实验方法类问题 | 接手实验思维引导 |\n| → 通用错题本 | 学生的实验题做错、需要归档 | 生成 `wrong_answer_handover`（`subject=\"physics\"`、`basicDimension`、`physicsBasicDimension=\"过程分析错误(R)\"`、`subtypeId=\"R06\"`），由错题本统一收录与计数 |\n| → 物理错误DNA | 需要五维深度归因时 | 由错题本转交，本 SKILL 不直连 |\n| ← 物理错误DNA | 学生历史存在 R06 型错误 | 读 `subjectExtensions.physics.subtypes[]`，针对性强化训练 |\n| → 物理概念直觉器 | 实验原理涉及概念混淆 | 会话内转交，不落库 |\n| → 学习DNA | 实验能力有可写入的结论 | `subject_profile_writeback` → `subjectExtensions.physics.labSkills`（需 `crossSkillSharing`） |\n| → IM提醒 | 学生同意后想安排一次回看 | 生成 `reminder_enqueue`，由 `xiaozhi-im-reminder` 按 shared/vocab.md §9 合并发送；本 SKILL 不发送、不承诺时间 |\n\n### 错误子类型 R06 对接\n\nR06（实验过程设计缺陷）在 `shared/physics-error-dimension-table.md`（物理错因维度表，与物理错误DNA 共用一份）中是一个子类型 ID；下面五种表现是它的**观察线索**，不是新的子类型编码，交接时 `subtypeId` 一律写 `R06`：\n\n| 表现 | 观察线索 | 对应训练 |\n|------|------|---------|\n| 变量控制缺失 | 未识别需要控制的变量 | 控制变量法专项训练 |\n| 实验步骤混乱 | 步骤顺序错误或遗漏 | 实验设计三问训练 |\n| 数据处理不当 | 不会分析表格/图像 | 数据分析三件套训练 |\n| 结论表述不规范 | 遗漏前提或用词不当 | 实验结论规范表述训练 |\n| 误差意识缺失 | 不考虑误差来源和减小方法 | 误差分析框架训练 |\n\n---\n\n## §十 禁止行为\n\n以下行为违反\"实验思维教练\"的核心使命，严禁执行：\n\n| 编号 | 禁止行为 | 原因 | 应做行为 |\n|-----|---------|------|---------|\n| P1 | 直接给出完整实验方案 | 剥夺学生设计思维的机会 | 用三问框架引导学生自己设计 |\n| P2 | 直接告诉数据结论 | 跳过了数据分析思维过程 | 用\"改变X，Y会怎样\"引导分析 |\n| P3 | 忽略误差分析 | 误差意识是实验思维的核心组成 | 每次数据处理后主动追问误差 |\n| P4 | 不追问\"为什么这样设计\" | 导致学生停留在\"背步骤\"层面 | 对每个设计决策追问原因 |\n| P5 | 代替学生画图/填表 | 实验数据处理能力需要动手训练 | 引导学生自己描点、连线、分析 |\n| P6 | 只关注结论正确性 | 实验思维比结论本身更重要 | 关注学生分析过程中的思维质量 |\n| P7 | 用\"记住就行\"敷衍 | 实验方法需要理解而非记忆 | 解释方法背后的逻辑原理 |\n| P8 | 忽略控制变量前提 | 这是实验结论表述最常见的失分点 | 每次写结论时检查前提条件 |\n| P9 | 教学生省略步骤应付实验操作考试的评分 | 规范操作本身就是考点，也是安全要求 | 按完整规范逐步口述，并说明每一步的原因 |\n\n---\n\n## §十一 参考资源\n\n| 资源文件 | 内容概要 | 使用场景 |\n|---------|---------|---------|\n| [物理实验方法深度手册](references/physics-experiment-methods.md) | 七种物理实验方法的完整定义、经典实验、识别关键词、提问序列、常见考法、学生易错点；控制变量法含力学3例+电学2例+热学1例；附方法识别决策树 | 学生无法识别实验方法、需要方法详解、备考复习 |\n| [物理数据分析方法手册](references/physics-data-analysis.md) | 图像法三步、表格法三维分析、误差分析框架、\"改变X，Y会怎样\"提问模板、常见图像类型分析要点 | 学生不会处理实验数据、不会画图分析、不会误差分析 |\n| [高一必做实验指南](references/physics-hs1-labs.md) | 高一必修第一册 4 个学生必做实验的操作顺序与原因、纸带与图像的数据处理、图像误差分析、常见错误 | 高一学生或初中毕业后的衔接预习 |\n| [高中必修第二、三册必做实验指南](references/physics-hs2-labs.md) | 高中必修 2、必修 3 的 8 个学生必做实验：操作顺序与原因、数据处理、安全要点、常见错误 | 高中学生（合格考与等级考都要求） |\n| [高中选择性必修必做实验指南](references/physics-hs3-labs.md) | 选择性必修的 9 个学生必做实验：操作顺序与原因、数据处理、安全要点、常见错误 | 选考物理的高中学生 |\n| [物理错因维度表](shared/physics-error-dimension-table.md) | 物理五维与全部子类型的定义（与物理错误DNA 共用一份，随包副本） | 交接时核对 `subtypeId`（如 R06）的定义 |\n| [中考物理实验操作考试备考指南](references/physics-lab-exam-guide.md) | 五个评分维度；九个常见考查实验的操作要点、扣分点与安全要求；口述—对照—找坑自查法 | 实验操作考试前自查、弄懂每一步操作的原因 |\n\nFile v2.11.1:_meta.json\n\n{\n \"ownerId\": \"kn79c5gcmfkt9p1pk656tgq7nd853s7v\",\n \"slug\": \"xiaozhi-physics-lab-coach\",\n \"version\": \"2.11.1\",\n \"publishedAt\": 1791475774826\n}\n\nFile v2.11.1:references/physics-data-analysis.md\n\n# 物理数据分析方法手册\r\n\r\n> 适用学段：初中（7-9 年级）。\r\n> 本手册为「物理实验思维教练」的参考资源，聚焦初中物理实验中的数据分析方法。\r\n> 文末\"初高衔接（⚠高中）\"一节中的内容不作初中要求，只在学有余力的学生追问时使用。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、图像法\r\n\r\n### 三步法：描点 → 连线 → 分析\r\n\r\n图像法是物理实验数据分析最直观、最重要的方法。掌握\"三步法\"即可应对绝大多数图像分析题。\r\n\r\n#### 第一步：描点\r\n\r\n| 操作要点 | 常见错误 | 苏格拉底引导 |\r\n|---------|---------|-------------|\r\n| 确定横轴、纵轴各代表什么物理量 | 坐标轴搞反 | \"题目说'画I-U图像'，横轴是什么？纵轴是什么？\" |\r\n| 标明物理量名称和单位 | 缺单位或单位错误 | \"这个轴上的数字3代表什么？3A还是3V？\" |\r\n| 准确描出每个数据点 | 描点位置偏移 | \"这个点对应表格中第几组数据？坐标是多少？\" |\r\n| 注意坐标轴起点不一定从0开始 | 忽略坐标轴截距 | \"横轴起点是0还是2？这会影响什么？\" |\r\n\r\n#### 第二步：连线\r\n\r\n| 操作要点 | 常见错误 | 苏格拉底引导 |\r\n|---------|---------|-------------|\r\n| 用光滑曲线（或直线）连接数据点 | 折线连接各点 | \"物理量之间的关系通常是连续的，应该用折线还是光滑线？\" |\r\n| 不必经过每一个点，使点均匀分布在线两侧 | 强行让线经过每个点 | \"实验数据有误差，所有点一定在同一条线上吗？\" |\r\n| 明显偏离的异常点可忽略 | 不敢舍弃异常点 | \"这个点明显偏离其他点的趋势，可能是什么原因？\" |\r\n| 直线型关系用直尺画直线 | 曲线关系也用直线连 | \"这些点的分布趋势是直线还是曲线？\" |\r\n\r\n#### 第三步：分析\r\n\r\n| 分析内容 | 苏格拉底引导 |\r\n|---------|-------------|\r\n| 图像形状 | \"图像是直线、曲线还是折线？形状说明了什么？\" |\r\n| 过不过原点 | \"图像过原点吗？过原点说明什么？不过原点又说明什么？\" |\r\n| 斜率含义 | \"斜率代表什么物理量？斜率变大说明什么？\" |\r\n| 截距含义 | \"纵轴截距代表什么？横轴截距代表什么？\" |\r\n| 物理关系 | \"从图像看，两个量是什么关系？正比？反比？其他？\" |\r\n\r\n### 常见图像类型详解\r\n\r\n#### s-t 图像（路程-时间）\r\n\r\n```\r\ns ↑\r\n │ /\r\n │ / ← 斜率 = 速度\r\n │ /\r\n │ /\r\n │/\r\n └──────────→ t\r\n```\r\n\r\n| 图像特征 | 物理含义 |\r\n|---------|---------|\r\n| 过原点的直线 | 匀速直线运动，速度恒定 |\r\n| 斜率越大 | 速度越大 |\r\n| 水平线 | 静止（速度为零） |\r\n| 曲线 | 变速运动 |\r\n\r\n**关键提问**：\r\n- \"斜率代表什么？怎么从图上读出速度？\"\r\n- \"两条s-t线，哪条速度大？你怎么判断的？\"\r\n- \"s-t图上水平线代表什么？物体在做什么运动？\"\r\n\r\n#### v-t 图像（速度-时间）——初中只作定性读图\r\n\r\n```\r\nv ↑\r\n │ ──────── ← 水平线：速度不变 = 匀速直线运动\r\n │ ╱\r\n │ ╱ ← 线上升：速度在变大（越来越快）\r\n │ ╱\r\n └──────────→ t\r\n```\r\n\r\n| 图像特征 | 初中要求的物理含义 |\r\n|---------|---------|\r\n| 水平线 | 速度不变 → 匀速直线运动 |\r\n| 图线向上倾斜 | 速度越来越大 → 变速运动（越来越快） |\r\n| 图线向下倾斜 | 速度越来越小 → 变速运动（越来越慢） |\r\n| 图线与横轴重合 | 速度为零 → 静止 |\r\n\r\n**关键提问**：\r\n- \"v-t 图上水平线说明什么？物体在做什么运动？\"\r\n- \"图线往上走和往下走，分别说明速度在怎么变？\"\r\n- \"同一张 v-t 图上两条水平线，哪条对应的物体跑得快？\"\r\n\r\n> ⚠高中：v-t 图的斜率表示加速度、图线与时间轴围成的面积表示位移；初中不作要求，学生问起时可一句话点到为止，不展开计算。\r\n\r\n#### I-U 图像（电流-电压）\r\n\r\n```\r\nI ↑\r\n │ /\r\n │ / ← 斜率 = 1/R\r\n │ /\r\n │ /\r\n │/\r\n └──────────→ U\r\n```\r\n\r\n| 图像特征 | 物理含义 |\r\n|---------|---------|\r\n| 过原点的直线 | 电阻恒定，电流与电压成正比 |\r\n| 斜率 | 1/R，斜率越大电阻越小 |\r\n| 曲线 | 电阻变化（如小灯泡灯丝电阻随温度变化） |\r\n\r\n**关键提问**：\r\n- \"斜率越大，电阻越大还是越小？为什么？\"\r\n- \"两条I-U线分别对应两个电阻，哪个电阻大？\"\r\n- \"小灯泡的I-U图像是直线还是曲线？为什么？\"\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、表格法\r\n\r\n### 三维分析法\r\n\r\n面对数据表格，按\"横向、纵向、极端值\"三个维度逐一分析：\r\n\r\n#### 横向比较（同一行内比较）\r\n\r\n**操作**：在控制变量相同的条件下，比较自变量变化时因变量的变化\r\n\r\n**示例**（探究电流与电压的关系，R=10Ω）：\r\n\r\n| 实验次数 | 电压U/V | 电流I/A |\r\n|---------|--------|--------|\r\n| 1 | 1 | 0.1 |\r\n| 2 | 2 | 0.2 |\r\n| 3 | 3 | 0.3 |\r\n\r\n**横向比较**：电压从1V→2V→3V，电流从0.1A→0.2A→0.3A\r\n\r\n**苏格拉底引导**：\r\n> \"电压变为原来的2倍时，电流怎么变？也变为2倍吗？这说明什么关系？\"\r\n\r\n#### 纵向比较（不同行间比较）\r\n\r\n**操作**：比较不同条件组之间的数据差异\r\n\r\n**示例**（探究电流与电阻的关系，U=6V）：\r\n\r\n| 实验次数 | 电阻R/Ω | 电流I/A |\r\n|---------|--------|--------|\r\n| 1 | 5 | 1.2 |\r\n| 2 | 10 | 0.6 |\r\n| 3 | 15 | 0.4 |\r\n\r\n**纵向比较**：电阻从5Ω→10Ω→15Ω，电流从1.2A→0.6A→0.4A\r\n\r\n**苏格拉底引导**：\r\n> \"电阻变为原来的2倍时，电流变为原来的多少？这是正比关系还是反比关系？\"\r\n\r\n#### 极端值分析\r\n\r\n**操作**：关注最大值、最小值、零点\r\n\r\n**苏格拉底引导**：\r\n> \"当电压为零时，电流也为零，这说明了什么？\"\r\n> \"如果数据继续增大，趋势会怎样？有没有上限？\"\r\n\r\n### 表格分析的\"三问\"模板\r\n\r\n面对任何数据表格，首先问自己三个问题：\r\n\r\n1. **横向问**：当[自变量]从A变到B时，[因变量]从C变到D，变化倍数关系是什么？\r\n2. **纵向问**：不同条件组之间，[因变量]的差异和[控制变量]的关系是什么？\r\n3. **极端问**：当[自变量]为零/极大时，[因变量]是多少？这说明了什么？\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、误差分析框架\r\n\r\n### 误差的分类\r\n\r\n```\r\n误差\r\n├── 系统误差\r\n│ ├── 特点：多次测量总是偏大或偏小（有方向性）\r\n│ ├── 来源：\r\n│ │ ├── 仪器不精确（如天平未调平、弹簧测力计未校零）\r\n│ │ ├── 实验方法不完善（如测液体密度时烧杯壁残留液体）\r\n│ │ └── 环境因素（如温度影响）\r\n│ └── 能否通过多次测量消除？→ 不能\r\n│\r\n└── 偶然误差\r\n ├── 特点：测量值忽大忽小（无方向性）\r\n ├── 来源：\r\n │ ├── 读数时的估计偏差\r\n │ ├── 环境的微小波动\r\n │ └── 操作中的随机因素\r\n └── 能否通过多次测量减小？→ 能（取平均值）\r\n```\r\n\r\n### 减小误差的常用方法\r\n\r\n| 方法 | 原理 | 适用场景 | 苏格拉底引导 |\r\n|-----|------|---------|-------------|\r\n| 多次测量取平均值 | 偶然误差正负抵消 | 长度、时间等可重复测量 | \"测一次和测三次取平均，哪个更准？为什么？\" |\r\n| 选用分度值更小的仪器 | 减小仪器本身的误差 | 需要读得更细时 | \"用分度值 1 cm 的软尺和 1 mm 的刻度尺量课本长度，哪个更准？为什么？\" |\r\n| 改进实验方案 | 从根本上减少系统误差 | 原方案存在系统性缺陷 | \"用弹簧测力计匀速拉动测摩擦力有什么问题？怎么改进？\" |\r\n| 图像法处理数据 | 个别异常点不影响整体趋势 | 数据点较多时 | \"画图时一个点偏了，对整条线影响大吗？\" |\r\n\r\n### 初中物理常见误差分析\r\n\r\n#### 力学实验误差\r\n\r\n| 实验 | 误差来源 | 误差方向 | 分析 |\r\n|-----|---------|---------|------|\r\n| 测平均速度 | 时间测量反应延迟 | 时间偏大→速度偏小 | 人按下秒表有延迟 |\r\n| 测滑动摩擦力 | 难以保证匀速 | 不确定 | 非匀速时拉力≠摩擦力 |\r\n| 测固体密度 | 细线体积/排水气泡 | 体积偏大→密度偏小 | 细线排开水使体积读数偏大 |\r\n\r\n#### 电学实验误差\r\n\r\n| 实验 | 误差来源 | 误差方向 | 分析 |\r\n|-----|---------|---------|------|\r\n| 伏安法测电阻 | 电表读数需要估读 | 不确定 | 分度值以下的一位是估计的，多测几组减小影响 |\r\n| 伏安法测电阻 | 只测一组数据 | 不确定 | 定值电阻应测多组求平均；小灯泡**不能**求平均 |\r\n| 测小灯泡电功率 | 温度影响电阻 | 不同电压下电阻不同 | 灯丝电阻随温度升高而增大，各次电阻本就不同，不可平均 |\r\n| 探究电流与电压的关系 | 未保持电阻不变 | 结论失效 | 控制变量：换电压时电阻必须是同一个定值电阻 |\r\n\r\n### 误差分析的提问模板\r\n\r\n面对\"本实验存在哪些误差\"类问题时，按以下顺序引导：\r\n\r\n1. **仪器精度**：\"使用的仪器有没有精度限制？读数需不需要估读？\"\r\n2. **方法缺陷**：\"实验方法本身有没有系统性的偏差？\"\r\n3. **操作偏差**：\"实际操作中有没有难以完全避免的偏差？\"\r\n4. **环境因素**：\"温度、湿度等环境因素有没有影响？\"\r\n5. **减小方法**：\"以上误差中，哪些可以减小？用什么方法？\"\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、\"如果改变X，Y会怎样？\"提问模板\r\n\r\n这是数据分析中最核心的思维方式，教练应在每次数据分析中反复使用此模板。\r\n\r\n### 基础模板（适合八年级）\r\n\r\n> \"如果我们把 **[自变量]** 从 **[值1]** 变到 **[值2]**，\r\n> **[因变量]** 会从 **[值A]** 变到 **[值B]**，\r\n> 这个变化说明了什么？\"\r\n\r\n**实例**：\r\n> \"如果我们把电阻从10Ω变到20Ω（电压不变），电流会从0.6A变到0.3A，这个变化说明了什么？\"\r\n\r\n### 进阶模板（适合九年级）\r\n\r\n> \"如果我们把 **[自变量]** 变成原来的 **[N倍]**，\r\n> **[因变量]** 也变成 **[N倍/N分之一/其他]** 吗？\r\n> 这说明它们是什么关系？\"\r\n\r\n**实例**：\r\n> \"如果我们把电压变成原来的2倍，电流也变成2倍吗？是的→正比关系。\"\r\n> \"如果我们把电阻变成原来的2倍，电流变成原来的2倍吗？不，变成二分之一→反比关系。\"\r\n\r\n### 反思模板\r\n\r\n> \"这个结论在任何情况下都成立吗？\r\n> 需要满足什么前提条件？\r\n> 如果前提条件不满足，结论还成立吗？\"\r\n\r\n**实例**：\r\n> \"电流与电压成正比——这个结论在任何情况下都成立吗？不，前提是电阻不变。如果电阻也变了，就不能得出这个结论。\"\r\n\r\n### 综合运用示例\r\n\r\n**题目**：某同学探究电流与电压的关系，得到以下数据：\r\n\r\n| U/V | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 |\r\n|-----|-----|-----|-----|-----|\r\n| I/A | 0.20 | 0.40 | 0.58 | 0.80 |\r\n\r\n**教练引导过程**：\r\n\r\n1. **基础提问**：\"电压从1.0V变到2.0V，电流怎么变？从2.0V变到3.0V呢？\"\r\n2. **进阶提问**：\"电压变为2倍时，电流也变为2倍吗？第三组数据0.58A是不是有点奇怪？\"\r\n3. **分析提问**：\"0.58A和预期的0.60A不一样，这可能是什么原因？\"\r\n4. **反思提问**：\"这个正比关系的前提是什么？电阻不变对吗？从数据能验证吗？\"\r\n5. **结论提问**：\"综合分析，你能得出什么结论？结论需要加什么前提条件？\"\r\n\r\n---\r\n\r\n## 五、数据分析常见失误与纠正\r\n\r\n| 失误类型 | 典型表现 | 纠正方法 |\r\n|---------|---------|---------|\r\n| 只看趋势不看数值 | \"越来越大就行了\" | 要求说出具体变化倍数关系 |\r\n| 忽略异常数据 | \"0.58≈0.60，差不多\" | 引导分析异常值的原因 |\r\n| 结论缺少前提 | \"电流与电压成正比\" | 追问\"需要什么前提条件？\" |\r\n| 混淆正比与正相关 | \"越大越大就是正比\" | 区分\"正比\"（过原点直线）和\"正相关\"（同向变化） |\r\n| 不做定量分析 | \"差不多是2倍\" | 要求精确计算倍数关系 |\r\n| 忽略单位 | \"电压是3，电流是0.3\" | 要求所有数据带单位表述 |\r\n\r\n---\r\n\r\n## 六、初高衔接（⚠高中）\r\n\r\n以下内容**不属于初中课标要求**，只在学有余力的学生主动追问时一句话点到为止，不作为讲解内容、不出题、不进入错因归档。\r\n\r\n| 主题 | ⚠高中 的正确说法 |\r\n|---|---|\r\n| v-t 图 | 斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移 |\r\n| 伏安法·电流表**外接**（电压表直接并在被测电阻两端） | 电压表分流 → 电流表读数偏大 → **测得电阻偏小**。适合测小电阻 |\r\n| 伏安法·电流表**内接**（电流表串在被测电阻支路里） | 电流表分压 → 电压表读数偏大 → **测得电阻偏大**。适合测大电阻 |\r\n| 记忆口诀 | \"大内小外\"：待测电阻**大**用**内**接，待测电阻**小**用**外**接 |\r\n\r\n> 初中的伏安法测电阻只要求正确连接电路、正确读数、多测几组求平均（定值电阻），**不分析电表本身电阻带来的系统误差**。学生若在初中题目里写\"因为电压表分流所以偏小\"，属于超纲，不必按错误处理，但要说明初中不这样答。\n\nFile v2.11.1:references/physics-experiment-methods.md\n\n# 物理实验方法深度手册\r\n\r\n> 适用学段：初中（7-9 年级）。\r\n> 本手册为「物理实验思维教练」的参考资源，涵盖初中物理七种实验方法的完整教学框架。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 目录\r\n\r\n1. [控制变量法](#一控制变量法) ★★★★★\r\n2. [转换法](#二转换法) ★★★★\r\n3. [等效替代法](#三等效替代法) ★★★\r\n4. [累积法](#四累积法) ★★★\r\n5. [理想模型法](#五理想模型法) ★★★\r\n6. [类比法](#六类比法) ★★\r\n7. [描述法](#七描述法) ★★\r\n8. [附：方法识别决策树](#附方法识别决策树)\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、控制变量法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n当研究一个物理量与多个因素的关系时，每次只改变其中一个因素，同时控制其余所有因素不变，从而确定这个因素对研究物理量的影响。这种方法叫做控制变量法。\r\n\r\n**核心逻辑**：一对一确认因果关系——要想证明A导致B，必须排除C、D、E的干扰。\r\n\r\n### 经典实验详解\r\n\r\n#### 【力学1】探究阻力对物体运动的影响\r\n\r\n**实验情境**：让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，观察在毛巾、棉布、木板三种不同表面上的滑行距离。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 阻力对物体运动的影响 |\r\n| 自变量 | 水平面的粗糙程度（阻力大小） |\r\n| 因变量 | 小车滑行的距离 |\r\n| 控制变量 | 小车质量、释放高度、斜面倾角 |\r\n| 控制方法 | 同一小车、同一斜面、同一高度释放 |\r\n| 实验结论 | 水平面越光滑，小车滑行越远；推理：若表面完全光滑，小车将一直运动下去 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么每次都要从同一高度释放？如果高度不同会怎样？\"\r\n2. \"为什么要用同一辆小车？换了小车行不行？\"\r\n3. \"三种表面的作用分别是什么？能只用两种吗？\"\r\n4. \"如果表面更光滑，小车会怎样？能推理到什么极限情况？\"\r\n5. \"这个推理过程是实验事实还是科学推理？两者有什么区别？\"\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问控制了哪些变量 → 回答\"同一小车、同一斜面、同一高度释放\"\r\n- 问为什么要从同一高度释放 → 回答\"使小车到达水平面时速度相同\"\r\n- 问实验结论 → 回答\"在初速度相同的条件下，阻力越小，滑行距离越远\"\r\n- 问推理结论 → 回答\"如果表面完全光滑（阻力为零），物体将做匀速直线运动\"\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 混淆实验结论与推理结论（实验只能得出\"越光滑越远\"，推理才能得出\"无阻力则匀速\"）\r\n- 遗漏\"同一高度释放\"这个关键控制条件\r\n- 把控制变量和自变量搞混\r\n\r\n---\r\n\r\n#### 【力学2】探究滑动摩擦力与哪些因素有关\r\n\r\n**实验情境**：用弹簧测力计拉动木块在水平面上做匀速直线运动，分别改变压力大小和接触面粗糙程度。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度的关系 |\r\n| 自变量 | 压力大小（通过加减砝码改变）/ 接触面粗糙程度（换不同表面） |\r\n| 因变量 | 滑动摩擦力大小（弹簧测力计示数） |\r\n| 控制变量 | 探究压力时：接触面粗糙程度不变；探究粗糙程度时：压力不变 |\r\n| 测量方法 | 二力平衡——匀速拉动时拉力等于摩擦力 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么必须匀速拉动？加速或减速行不行？\"\r\n2. \"弹簧测力计测的是拉力还是摩擦力？为什么能反映摩擦力大小？\"\r\n3. \"探究压力的影响时，为什么不换表面？\"\r\n4. \"摩擦力与接触面积有关吗？怎么验证？\"\r\n5. \"实验中匀速很难保证，有什么改进方案？\"（引出改进方案：拉动木板而非木块）\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问测量原理 → 回答\"二力平衡，匀速时拉力等于摩擦力\"\r\n- 问改进方案 → 回答\"固定弹簧测力计拉动木块，使木板运动，不需匀速\"\r\n- 问是否与接触面积有关 → 回答\"控制压力和粗糙程度不变，改变接触面积，测量摩擦力\"\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 不知道为什么要匀速拉动\r\n- 认为摩擦力与接触面积有关（初中阶段不考虑面积影响）\r\n- 不会说明改进方案的原理\r\n\r\n---\r\n\r\n#### 【力学3】探究液体压强与哪些因素有关\r\n\r\n**实验情境**：用压强计（U形管）探究液体内部压强与深度和液体密度的关系。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 液体压强与深度、液体密度的关系 |\r\n| 自变量 | 深度 / 液体密度 |\r\n| 因变量 | 压强大小（U形管两侧液面高度差） |\r\n| 控制变量 | 探究深度时：同种液体同一位置；探究密度时：相同深度 |\r\n| 观察方法 | 转换法——U形管高度差反映压强大小 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"压强计的金属盒朝不同方向，U形管高度差变不变？这说明什么？\"\r\n2. \"为什么U形管高度差能反映压强大小？这里用了什么方法？\"（引出转换法）\r\n3. \"深度指的是到液面的距离还是到容器底的距离？\"\r\n4. \"控制密度探究深度时，为什么必须在同一种液体中？\"\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问控制了什么变量 → 根据具体操作回答\r\n- 问U形管的作用 → 回答\"通过液面高度差反映液体压强大小\"\r\n- 问深度方向性 → 回答\"同一深度各方向压强相等\"\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 混淆深度和高度（深度是从液面向下算，不是从容器底向上算）\r\n- 遗漏\"同一深度各方向压强相等\"的结论\r\n- 不会区分本实验同时使用了控制变量法和转换法\r\n\r\n---\r\n\r\n#### 【电学1】探究电流与电压、电阻的关系\r\n\r\n**实验情境**：用滑动变阻器改变定值电阻两端电压，观察电流变化；换不同阻值的定值电阻，观察电流变化。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 电流与电压、电阻的关系 |\r\n| 自变量 | 电压 / 电阻 |\r\n| 因变量 | 电流 |\r\n| 控制变量 | 探究I-U关系时：电阻不变；探究I-R关系时：电压不变 |\r\n| 关键操作 | 探究I-R关系时，每次换电阻后需调节滑动变阻器使电压不变 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"探究电流与电压的关系时，为什么要保持电阻不变？\"\r\n2. \"探究电流与电阻的关系时，换电阻后电压会变吗？怎么办？\"\r\n3. \"滑动变阻器在本实验中起了什么作用？两个探究中作用一样吗？\"\r\n4. \"为什么要多次测量？只测一组数据能得出结论吗？\"\r\n5. \"根据I-U图像，电阻怎么求？斜率代表什么？\"\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问滑动变阻器的作用 → ①探究I-U：改变电阻两端电压；②探究I-R：保持电阻两端电压不变\r\n- 问换电阻后的操作 → 回答\"调节滑动变阻器使电压表示数不变\"\r\n- 问多次测量的目的 → 回答\"寻找普遍规律，避免偶然性\"\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 分不清两次实验中滑动变阻器的不同作用\r\n- 探究I-R关系时忘记换电阻后要重新调节电压\r\n- 结论表述不规范：说\"电流与电阻成反比\"而遗漏\"电压不变\"的前提\r\n\r\n---\r\n\r\n#### 【电学2】探究电热与哪些因素有关\r\n\r\n**实验情境**：用焦耳定律演示器，通过观察温度计示数变化或液柱高度变化，探究电热与电流、电阻、通电时间的关系。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 电热与电流、电阻、通电时间的关系 |\r\n| 自变量 | 电流 / 电阻 / 通电时间 |\r\n| 因变量 | 电热大小（温度升高量/液柱升高量） |\r\n| 控制变量 | 每次只改变一个因素，控制其余不变 |\r\n| 观察方法 | 转换法——温度计示数变化/液柱高度变化反映电热多少 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"怎么知道电热产生了多少？直接测量电热吗？\"（引出转换法）\r\n2. \"探究电热与电阻的关系时，怎么保证电流相同？\"（串联电路电流处处相等）\r\n3. \"探究电热与电流的关系时，怎么改变电流？\"\r\n4. \"为什么探究电阻影响时要串联？并联行不行？\"\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问实验方法 → 回答\"控制变量法+转换法\"\r\n- 问为什么串联 → 回答\"串联电路电流处处相等，自动控制了电流变量\"\r\n- 问如何比较电热多少 → 回答\"通过温度计示数变化量/液柱高度变化量比较\"\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 不理解串联的目的是控制电流相等\r\n- 忘记本实验同时使用了控制变量法和转换法\r\n- 结论遗漏前提条件\r\n\r\n---\r\n\r\n#### 【热学1】探究不同物质的吸热能力\r\n\r\n**实验情境**：用相同的加热器分别给质量相同的水和食用油加热，比较升高相同温度所需的加热时间。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 不同物质的吸热能力 |\r\n| 自变量 | 物质种类（水/食用油） |\r\n| 因变量 | 吸收热量的多少（加热时间长短） |\r\n| 控制变量 | 质量相同、加热器相同、升高温度相同 |\r\n| 比较方法 | 升高相同温度比较加热时间，或加热相同时间比较升高的温度 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么用相同的加热器？换了加热器会怎样？\"\r\n2. \"加热时间长短代表什么？时间越长说明什么？\"\r\n3. \"升高相同温度比较加热时间\"和\"加热相同时间比较温度升高\"哪种方案更好？\"\r\n4. \"水的比热容比油大，这在生活中有什么应用？\"\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问控制变量 → 回答\"质量相同、加热器相同\"\r\n- 问加热器相同的目的 → 回答\"相同时间内提供的热量相同\"\r\n- 问吸热能力大小的比较方式\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 不理解加热器相同意味着什么\r\n- 混淆\"升温快\"和\"吸热能力强\"\r\n- 结论表述不准确\r\n\r\n---\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n控制变量法在试题中的典型表述：\r\n- \"保持……不变/相同\"\r\n- \"控制……不变\"\r\n- \"在……相同时\"\r\n- \"探究……与……的关系\"\r\n- \"只改变……\"\r\n- \"其他条件相同\"\r\n\r\n---\r\n\r\n### 方法识别决策树\r\n\r\n当面对一道实验题时，按以下决策树判断是否使用了控制变量法：\r\n\r\n```\r\n该实验是否研究\"一个量与多个因素的关系\"？\r\n│\r\n├─ 是 → 是否每次只改变一个因素？\r\n│ │\r\n│ ├─ 是 → ★ 控制变量法\r\n│ │\r\n│ └─ 否 → 看实验目的\r\n│\r\n└─ 否 → 继续判断其他方法\r\n │\r\n ├─ 是否把不易观测的量转化为易观测的量？→ 转换法\r\n │\r\n ├─ 是否用等效的效果替代？→ 等效替代法\r\n │\r\n ├─ 是否把微小量累积后测量？→ 累积法\r\n │\r\n ├─ 是否忽略次要因素建立理想化模型？→ 理想模型法\r\n │\r\n ├─ 是否用熟悉的事物类比陌生事物？→ 类比法\r\n │\r\n └─ 是否描述物理现象的特征？→ 描述法\r\n```\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、转换法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n将不易直接观察或测量的物理量，转化为容易观察或测量的物理量来研究的方法。\r\n\r\n**核心逻辑**：A不容易看 → 找一个和A有关的B → B容易看 → 通过B推知A\r\n\r\n### 经典实验\r\n\r\n#### 实验1：探究动能与什么因素有关\r\n\r\n**转换方式**：动能大小 → 木块被推动的距离\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 不易观测量 | 动能大小 |\r\n| 转化观测量 | 木块被推动的距离 |\r\n| 转换依据 | 动能越大，对外做功越多，推动木块越远 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"动能可以直接测量吗？怎么办？\"\r\n2. \"为什么推动距离能反映动能大小？\"\r\n3. \"如果水平面有摩擦，对实验结果有影响吗？\"\r\n4. \"除了推木块，还有什么方法能反映动能大小？\"\r\n\r\n#### 实验2：探究声音是由振动产生的\r\n\r\n**转换方式**：音叉的微小振动 → 乒乓球被弹开的幅度\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"音叉振动你能直接看到吗？\"\r\n2. \"乒乓球起了什么作用？\"\r\n3. \"为什么要用轻小的乒乓球而不用铁球？\"\r\n\r\n#### 实验3：探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关\r\n\r\n**转换方式**：电磁铁磁性强弱 → 吸引大头针的数量\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"磁性强弱能用眼睛直接看出来吗？\"\r\n2. \"吸引大头针数量多说明什么？\"\r\n3. \"为什么用大头针而不用回形针？\"\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n- \"通过观察……来反映……\"\r\n- \"通过……来显示……\"\r\n- \"将……转化为……\"\r\n- \"反映/显示/体现\"\r\n\r\n### 常见考法\r\n\r\n- 问实验方法 → 回答\"转换法\"\r\n- 问转换了什么 → 回答\"将[不易观测量]转化为[易观测量]\"\r\n- 问为什么这样转换 → 回答\"因为[不易观测量]无法直接观察/测量\"\r\n\r\n### 学生常见错误\r\n\r\n- 混淆转换法和控制变量法（一个实验可能同时使用两种方法）\r\n- 只说\"转换法\"但说不出具体转换了什么\r\n- 不知道转换法的本质是\"间接测量\"\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、等效替代法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n用一个已知的、效果相同的物理量替代另一个不易测量的物理量，从而达到测量或研究目的的方法。\r\n\r\n**核心逻辑**：A效果 = B效果，A不易测 → 测B → 得到A\r\n\r\n### 经典实验\r\n\r\n#### 实验1：曹冲称象\r\n\r\n**替代逻辑**：大象的重力效果 = 石头的重力效果\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么不能直接称大象？\"\r\n2. \"石头和大象有什么共同点？\"\r\n3. \"为什么看船的吃水深度？\"\r\n\r\n#### 实验2：同一直线上二力的合成\r\n\r\n**替代逻辑**：两个力共同作用的效果 = 一个合力单独作用的效果\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"合力是不是真实存在的第三个力？\"\r\n2. \"等效替代在这里体现在哪里？\"\r\n3. \"同方向和反方向，合力分别怎么算？\"\r\n\r\n#### 实验3：等效电阻（总电阻）\r\n\r\n**替代逻辑**：几个电阻共同的效果 = 一个等效电阻单独的效果\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"串联后总电阻比每个都大，为什么？\"（相当于导线变长了）\r\n2. \"并联后总电阻比每个都小，为什么？\"（相当于导线变粗了）\r\n3. \"'总电阻'是电路里真的多了一个电阻吗？\"\r\n\r\n> 注意：**伏安法测电阻不是等效替代法**。它是用能测的量（电压、电流）间接算出不能直接测的量（电阻），属于**间接测量**（转换法思路）。学生把它归到等效替代是常见错误。\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n- \"等效\"\"替代\"\r\n- \"效果相同\"\r\n- \"用……代替……\"\r\n- \"与……效果相同\"\r\n\r\n### 学生常见错误\r\n\r\n- 不理解\"等效\"的含义——不是大小相等，而是效果相同\r\n- 混淆等效替代和转换法\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、累积法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n当被测量的量太小，无法直接测量时，将多个相同的量累积后一起测量，再除以个数得到单个量的方法。\r\n\r\n**核心逻辑**：量太小 → 测N个 → 总量÷N = 单个量\r\n\r\n### 经典实验\r\n\r\n#### 实验1：测量细铜丝的直径\r\n\r\n**操作**：将细铜丝紧密缠绕在铅笔上N圈，测量N圈总宽度，直径 = 总宽度 ÷ N\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么不能直接用刻度尺量一根铜丝的直径？\"\r\n2. \"为什么要'紧密'缠绕？有间隙会怎样？\"\r\n3. \"缠绕圈数越多越好吗？为什么？\"\r\n4. \"算出来的直径和真实值相比，可能偏大还是偏小？\"\r\n\r\n#### 实验2：测量一张纸的厚度\r\n\r\n**操作**：将N张纸叠起来测总厚度，一张纸厚度 = 总厚度 ÷ N\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"100张纸和100页纸一样吗？\"\r\n2. \"纸之间有空气，对测量有影响吗？\"\r\n\r\n#### 实验3：测量心跳一次的时间\r\n\r\n**操作**：数出 30 次心跳用的总时间，一次心跳的时间 = 总时间 ÷ 30\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么不直接测一次心跳的时间？\"\r\n2. \"数 10 次和数 30 次，哪个算出来更准？为什么？\"\r\n3. \"如果数错了一次，对结果影响大吗？\"\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n- \"多次测量取平均值\"\r\n- \"累积\"\"叠放\"\"缠绕\"\r\n- \"测N个，除以N\"\r\n- \"减小误差\"\r\n\r\n### 学生常见错误\r\n\r\n- 不理解累积法减小的是偶然误差而非系统误差\r\n- 缠绕不紧密导致结果偏大\r\n- 忘记说明N的取值要合理（不能太少也不能太多）\r\n\r\n---\r\n\r\n## 五、理想模型法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n为了研究物理问题的方便，忽略次要因素，突出主要因素，将物理现象或过程理想化、模型化的方法。\r\n\r\n**核心逻辑**：现实太复杂 → 抓住主要矛盾 → 建立简化模型\r\n\r\n### 经典实验\r\n\r\n#### 实验1：光线\r\n\r\n**模型化内容**：光束 → 一条带箭头的直线\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"光线是真实存在的吗？\"\r\n2. \"为什么要用一条线来表示光？\"\r\n3. \"光线忽略了什么？保留了什么？\"\r\n\r\n#### 实验2：磁感线\r\n\r\n**模型化内容**：磁场分布 → 一系列有方向的曲线\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"磁感线能看见吗？\"\r\n2. \"磁感线疏密代表什么？方向代表什么？\"\r\n3. \"磁感线在外部从N到S，内部呢？\"\r\n\r\n#### 实验3：匀速直线运动\r\n\r\n**模型化内容**：实际运动 → 理想的匀速运动\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"现实中有没有真正的匀速直线运动？\"\r\n2. \"为什么要引入匀速直线运动这个模型？\"\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n- \"理想\"\"模型\"\"假设\"\r\n- \"忽略/不考虑次要因素\"\r\n- \"视为/看作\"\r\n- \"光滑\"\"无摩擦\"\"质点\"\r\n\r\n### 学生常见错误\r\n\r\n- 认为光线、磁感线是真实存在的\r\n- 不理解\"理想化\"的意义——不是脱离实际，而是突出本质\r\n- 混淆理想模型法和等效替代法\r\n\r\n---\r\n\r\n## 六、类比法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n用已经熟悉的、形象的事物来类比陌生的、抽象的事物，帮助理解物理概念或规律的方法。\r\n\r\n**核心逻辑**：A陌生但像B → 理解B → 帮助理解A\r\n\r\n### 经典实验\r\n\r\n#### 实验1：电流类比水流\r\n\r\n**类比关系**：\r\n- 电压 ↔ 水压\r\n- 电流 ↔ 水流\r\n- 电阻 ↔ 水管阻力\r\n- 电源 ↔ 水泵\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"电流和水流有什么相似之处？\"\r\n2. \"电压和水压的作用分别是什么？\"\r\n3. \"类比有没有不成立的地方？水流看得见，电流看得见吗？\"\r\n\r\n#### 实验2：原子结构类比太阳系\r\n\r\n**类比关系**：\r\n- 原子核 ↔ 太阳\r\n- 电子 ↔ 行星\r\n- 核外电子绕核运动 ↔ 行星绕太阳运动\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"原子和太阳系有什么相似的地方？\"\r\n2. \"这个类比有什么局限性？\"\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n- \"类比\"\"相当于\"\"好比\"\r\n- \"类似于\"\"就像\"\r\n- \"可以看作\"\r\n\r\n### 学生常见错误\r\n\r\n- 把类比当等同——类比只是帮助理解，不是完全相同\r\n- 忽略类比的局限性\r\n- 不理解为什么要类比\r\n\r\n---\r\n\r\n## 七、描述法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n通过直接观察和描述物理现象的特征和规律来研究物理问题的方法。\r\n\r\n**核心逻辑**：现象本身就有规律 → 观察并描述 → 发现特征\r\n\r\n### 经典实验\r\n\r\n#### 实验1：探究声音的特征\r\n\r\n**描述内容**：音调（频率高低）、响度（振幅大小）、音色（波形特征）\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"声音的'大小'和'高低'是一回事吗？\"\r\n2. \"音调由什么决定？响度由什么决定？\"\r\n3. \"为什么不同乐器演奏同一个音，听起来不同？\"\r\n\r\n#### 实验2：探究光的反射定律\r\n\r\n**描述内容**：三线共面、分居两侧、角度关系\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"入射光线、反射光线和法线是什么关系？\"\r\n2. \"为什么要引入法线？没有法线行不行？\"\r\n3. \"反射角等于入射角，能说入射角等于反射角吗？为什么？\"\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n- \"观察并描述\"\r\n- \"特征\"\"规律\"\"特点\"\r\n- \"现象是……\"\r\n- \"可以看到……\"\r\n\r\n### 学生常见错误\r\n\r\n- 描述不够精确，用日常用语代替物理术语\r\n- 混淆\"音调\"和\"响度\"\r\n- 不注意因果关系（反射角由入射角决定，不能反过来说）\r\n\r\n---\r\n\r\n## 附：方法识别决策树\r\n\r\n面对一道实验题，按以下流程快速识别实验方法：\r\n\r\n```\r\n步骤1：实验目的是否研究\"一个量与多个因素的关系\"？\r\n│\r\n├─ 是 ──→ 实验中是否\"每次只改变一个因素，其余不变\"？\r\n│ │\r\n│ ├─ 是 ──→ ★ 控制变量法\r\n│ │ （同时可能伴随转换法——当因变量不易直接测量时）\r\n│ │\r\n│ └─ 否 ──→ 回到步骤1重新判断\r\n│\r\n└─ 否 ──→ 步骤2：实验中是否有\"不易直接测量的量\"被转化为\"易测量的量\"？\r\n │\r\n ├─ 是 ──→ ★ 转换法\r\n │\r\n └─ 否 ──→ 步骤3：实验中是否用\"效果相同\"来替代测量？\r\n │\r\n ├─ 是 ──→ ★ 等效替代法\r\n │\r\n └─ 否 ──→ 步骤4：实验中是否将\"微小的量\"累积后测量？\r\n │\r\n ├─ 是 ──→ ★ 累积法\r\n │\r\n └─ 否 ──→ 步骤5：实验中是否忽略了次要因素建立理想化概念？\r\n │\r\n ├─ 是 ──→ ★ 理想模型法\r\n │\r\n └─ 否 ──→ 步骤6：实验中是否用熟悉事物类比陌生事物？\r\n │\r\n ├─ 是 ──→ ★ 类比法\r\n │\r\n └─ 否 ──→ 步骤7：实验主要观察和描述现象特征？\r\n │\r\n ├─ 是 ──→ ★ 描述法\r\n │\r\n └─ 否 ──→ 可能是多种方法组合，逐一排查\r\n```\r\n\r\n**重要提示**：\r\n1. 一个实验可能同时使用多种方法（如\"探究电热\"= 控制变量法 + 转换法）\r\n2. 当题目问\"本实验用了什么方法\"时，若涉及多种方法，必须全部答出\r\n3. 控制变量法的识别优先级最高，因为它是初中物理实验中最核心的方法\n\nFile v2.11.1:references/physics-hs1-labs.md\n\n# 高一必修第一册的学生必做实验（高中衔接段）\r\n\r\n> 示例题验算：2026-09-28\r\n> 本文件是 `xiaozhi-physics-lab-coach` 第八节的参考资源。实验清单按《普通高中物理课程标准日常修订版（2017 年版 2025 年修订）》\"学生必做实验\"中必修 1 的四个实验。\r\n> 安全口径与 `safetyLevel` 以 `shared/lab-safety.md` 为准。数据处理的关键数值写成 `verify` 断言由 CI 重算。\r\n> 本文件用于理解和备考，**不是在家操作的指南**。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、测量做直线运动物体的瞬时速度（safetyLevel：中）\r\n\r\n- **器材与安全**：打点计时器、纸带、小车、长木板；或用光电门。电磁打点计时器接学生电源的低压交流挡，接线由老师检查；电火花计时器接 220 V 交流电源，插头的插拔一律由老师完成，学生只操作计时器上的开关，不碰插头、插座与电源线（电压以器材说明为准）；工作时放电针处有火花放电：穿纸带、调整墨粉纸盘前先关开关，工作时不碰放电针和纸盘（以说明书为准）。\r\n- **操作顺序**：先接通电源，待打点稳定后再释放小车；实验结束先断开电源再取纸带。\r\n- **为什么**：先释放后接电源，纸带开头一段没有点，浪费纸带且数据不完整。\r\n- **原理（极限思想）**：瞬时速度用很短时间内的平均速度近似。纸带上某计数点的瞬时速度 ≈ 它前后相邻两段的平均速度；光电门测得 v = d / Δt，遮光片越窄越接近瞬时速度。\r\n- **纸带处理**：电源频率 50 Hz 时打点间隔 0.02 s；常每 5 个间隔取一个计数点，相邻计数点时间间隔 T = 0.1 s。\r\n\r\n**算例**：相邻计数点间距依次为 x₁ = 1.20 cm、x₂ = 1.60 cm、x₃ = 2.00 cm、x₄ = 2.40 cm、x₅ = 2.80 cm、x₆ = 3.20 cm，T = 0.1 s。\r\n- 第 3、4 段之间那个计数点的瞬时速度 v = (x₃ + x₄) / (2T) = 4.40 cm / 0.2 s = 22 cm/s = 0.22 m/s；\r\n- 相邻两段之差恒为 0.40 cm，说明是匀加速；用逐差法求加速度 a = [(x₄ + x₅ + x₆) − (x₁ + x₂ + x₃)] / (9T²) = 3.60 cm / 0.09 s² = 40 cm/s² = 0.40 m/s²。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"纸带算例：计数点瞬时速度 0.22 m/s；逐差法加速度 0.40 m/s²\", \"expr\": \"[Math.round((2.00 + 2.40) / (2 * 0.1) / 100 * 1000) / 1000, Math.round(((2.40 + 2.80 + 3.20) - (1.20 + 1.60 + 2.00)) / (9 * 0.1 * 0.1) / 100 * 1000) / 1000]\", \"expect\": [0.22, 0.4]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：先释放小车后接通电源；把\"每 5 个点取一个计数点\"误算成 T = 0.08 s（相邻计数点之间有 5 个间隔，T = 5 × 0.02 s = 0.1 s）。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、探究弹簧弹力与形变量的关系（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **原理**：在弹性限度内，弹簧弹力与形变量成正比，F = kx（胡克定律）。\r\n- **关键**：x 是**形变量**（伸长量或压缩量），不是弹簧的长度；竖直悬挂时，先测弹簧自然下垂时的长度作为原长，以消除弹簧自重的影响。\r\n- **数据处理**：作 F-x 图像，得到过原点的直线，斜率就是劲度系数 k；如果横轴用的是弹簧长度 L，图线不过原点，与横轴的交点对应原长。\r\n- **注意**：所挂钩码不能使弹簧超过弹性限度。\r\n\r\n**算例**：挂 1 N 的钩码时弹簧伸长 2.0 cm，则 k = 1 N / 0.020 m = 50 N/m；挂 3 N 时应伸长 6.0 cm。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"弹簧算例：k = 50 N/m，挂 3 N 伸长 6.0 cm\", \"expr\": \"[Math.round(1 / 0.020), Math.round(3 / 50 * 100 * 10) / 10]\", \"expect\": [50, 6]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用弹簧长度代替伸长量，得出\"弹力与弹簧长度成正比\"。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、探究两个互成角度的力的合成规律（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **方法**：等效替代——用一个力单独把橡皮条的结点拉到位置 O，与两个力共同把结点拉到**同一位置 O**，作用效果相同。\r\n- **要记录**：两次都记下结点 O 的位置、弹簧测力计的示数和细绳的方向。\r\n- **数据处理**：用力的图示画出两个分力，以它们为邻边作平行四边形，比较对角线与单独一个力，在误差范围内二者大小相等、方向相同。\r\n- **操作要点**：弹簧测力计使用前调零；拉力方向与木板平行；读数时视线正对刻度；两个分力的夹角不宜过大或过小。\r\n\r\n**常见错误**：两次没有把结点拉到同一位置（就不再是\"作用效果相同\"）；只记示数、没记方向。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、探究加速度与物体受力、物体质量的关系（safetyLevel：中，涉及打点计时器接线）\r\n\r\n- **方法**：控制变量——保持小车质量不变，研究加速度与拉力的关系；保持拉力不变，研究加速度与质量的关系。\r\n- **平衡摩擦力**：不挂槽码，把木板不带滑轮的一端垫高，轻推小车，使它拖着纸带做匀速直线运动（纸带上的点间隔均匀）。\r\n- **近似条件**：槽码质量远小于小车质量时，细绳的拉力才近似等于槽码的重力；用力传感器直接测拉力时不需要这个条件。\r\n- **作图**：作 a-F 图像（过原点的直线）；研究质量时作 **a-1/M** 图像而不是 a-M 图像——前者是直线，便于判断反比关系。\r\n\r\n**图像误差分析**\r\n\r\n| 图像特征 | 原因 |\r\n|---|---|\r\n| a-F 图线与 F 轴有正截距 | 没有平衡摩擦力或平衡不足 |\r\n| a-F 图线与 a 轴有正截距 | 平衡摩擦力过度（木板垫得过高） |\r\n| a-F 图线末端向 F 轴弯曲 | 槽码质量不再远小于小车质量 |\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"近似条件的来源：槽码 m、小车 M 时绳拉力 T = Mmg/(M+m)，m=0.02 kg、M=0.5 kg 时与 mg 相差不到 4%\", \"expr\": \"(0.02 * 10 - 0.5 * 0.02 * 10 / (0.5 + 0.02)) / (0.02 * 10) < 0.04\", \"expect\": true}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：平衡摩擦力时挂着槽码；改变小车质量后又重新平衡摩擦力（不需要重新平衡）；用 a-M 图像直接判断\"成反比\"。\n\nFile v2.11.1:references/physics-hs2-labs.md\n\n# 高中物理：必修第二、三册的学生必做实验\r\n\r\n> 示例题验算：2026-09-28\r\n> 本文件是 `xiaozhi-physics-lab-coach` 第八节的参考资源。实验清单按《普通高中物理课程标准日常修订版（2017 年版 2025 年修订）》\"学生必做实验\"中必修 2 的三个（第 5～7 个）与必修 3 的五个（第 8～12 个）；必修三册的 12 个实验是学业水平合格性考试的范围。\r\n> 安全口径与 `safetyLevel` 以 `shared/lab-safety.md` 为准，判不准时往高一档写。数据处理的关键数值写成 `verify` 断言由 CI 重算；下面的数据是为讲方法编的示意数据，g 取 9.8 m/s²。\r\n> 本文件用于理解和备考，**不是在家操作的指南**。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、高中·实验 5：验证机械能守恒定律（safetyLevel：中，涉及打点计时器接线）\r\n\r\n- **器材与安全**：铁架台、打点计时器、纸带、重物。电磁打点计时器接学生电源的低压交流挡，接线由老师检查；电火花计时器接 220 V 交流电源，插头的插拔一律由老师完成，学生只操作计时器上的开关，不碰插头、插座与电源线；工作时放电针处有火花放电：穿纸带、调整墨粉纸盘前先关开关，工作时不碰放电针和纸盘（以说明书为准）。重物下方的地面垫软物，释放时手和脚离开下落路径。\r\n- **操作顺序**：纸带竖直穿过限位孔，重物靠近计时器；先接通电源、打点稳定后再释放纸带。\r\n- **为什么不必测质量**：要验证的是 mgh = ½mv²，两边都有 m，可以约去。\r\n- **数据处理**：取纸带上的某点 B，测出它到起点 O 的距离 h；B 点的瞬时速度用前后相邻两段的平均速度求。比较 gh 与 ½v²。\r\n- **误差**：重物和纸带受空气阻力、限位孔的摩擦，动能的增加量总是略小于重力势能的减少量——这是系统误差，不是\"做错了\"。\r\n\r\n**算例**：打点间隔 0.02 s，OB = 19.60 cm，B 点前后相邻两段分别为 3.70 cm、4.08 cm。v_B = (3.70 + 4.08) cm / 0.04 s ≈ 1.945 m/s；每千克重物减少的重力势能 gh ≈ 1.92 J，增加的动能 ½v_B² ≈ 1.89 J，略小，符合预期。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验5：v_B ≈ 1.945 m/s，gh ≈ 1.92 J/kg，½v² ≈ 1.89 J/kg，动能增加量略小于势能减少量\", \"expr\": \"[Math.round((3.70 + 4.08) / 0.04 / 100 * 1000) / 1000, Math.round(9.8 * 0.196 * 100) / 100, Math.round(0.5 * Math.pow((3.70 + 4.08) / 0.04 / 100, 2) * 100) / 100, 0.5 * Math.pow((3.70 + 4.08) / 0.04 / 100, 2) < 9.8 * 0.196]\", \"expect\": [1.945, 1.92, 1.89, true]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用 v = gt 或 v² = 2gh 求速度（这等于先承认了机械能守恒，没有验证）；先释放纸带后接通电源。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、高中·实验 6：探究平抛运动的特点（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **方法**：先比较——用两个小球演示，一个平抛、一个同时自由下落，听落地声判断同时落地，说明竖直方向是自由落体；再描迹——斜槽末端调水平，小球每次从同一位置由静止释放，在白纸或方格纸上记下一系列位置，连成平滑曲线。\r\n- **为什么**：斜槽末端水平，小球才做平抛；每次从同一位置释放，初速度才相同；斜槽有摩擦不影响，因为只要求每次初速度相同。\r\n- **数据处理**：以抛出点为原点，量出轨迹上某点的 x、y，t = √(2y/g)，v₀ = x/t；或用频闪照片：竖直方向相邻相等时间间隔内的位移差恒为 gT²。\r\n\r\n**算例**：轨迹上一点 x = 30.0 cm、y = 19.6 cm，t = √(2 × 0.196 / 9.8) = 0.20 s，v₀ = 0.300 m / 0.20 s = 1.5 m/s。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验6：t = 0.20 s，v₀ = 1.5 m/s\", \"expr\": \"[Math.round(Math.sqrt(2 * 0.196 / 9.8) * 1000) / 1000, Math.round(0.300 / Math.sqrt(2 * 0.196 / 9.8) * 1000) / 1000]\", \"expect\": [0.2, 1.5]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：斜槽末端没调水平；把斜槽末端当成抛出点（应以小球球心在末端时的位置为原点）；每次释放位置不同。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、高中·实验 7：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **器材与安全**：向心力演示器（手摇）。摇动要匀速、不要过快；转动部分附近不伸手，长发扎起。换成电动向心力实验器等需要接电的型号时按\"中\"：电源由老师接好、检查，学生只操作器材上的开关。\r\n- **方法**：控制变量——保持其中两个量不变，研究向心力与第三个量的关系；标尺上露出的格子数之比，就是两个小球所受向心力之比。\r\n- **结论**：F 与 m 成正比、与 r 成正比、与 ω² 成正比，F = mω²r。\r\n\r\n**算例**：两球质量相同、转动半径相同，塔轮使两球的角速度之比为 1 ∶ 2，标尺格子数之比约为 1 ∶ 4，说明 F ∝ ω²。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验7：角速度之比 1∶2 时，向心力之比 1∶4\", \"expr\": \"Math.pow(1 / 2, 2)\", \"expect\": 0.25}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：研究 F 与 ω 的关系时，两球的质量或半径没有保持相同；把\"格子数之比\"当成向心力的具体数值。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、高中·实验 8：观察电容器的充、放电现象（safetyLevel：中，涉及学生电源接线）\r\n\r\n- **器材与安全**：学生电源（直流挡）、电容器、电流表或电流传感器、电阻、单刀双掷开关。用电解电容器时**正负极不能接反、所加电压不能超过它标称的耐压值**——接反或过压会使电容器发热、鼓包甚至爆裂，接线由老师检查后再通电。充了电的电容器两极不要用手同时去碰，放完电再拆线。\r\n- **现象**：充电时电流从大到小，最后为零，电容器两端电压升到与电源电压相等；放电时电流反向，也由大到小。\r\n- **数据处理**：I-t 图像与时间轴围成的面积表示电容器放出的电荷量 Q（数格子：多于半格算一格，不足半格舍去），C = Q/U。\r\n\r\n**算例**：I-t 图上每一小格代表 0.2 mA × 0.4 s，数得约 40 格，充电电压 8 V。Q ≈ 40 × 8×10⁻⁵ C = 3.2×10⁻³ C，C = Q/U ≈ 4×10⁻⁴ F = 400 μF。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验8：每格 8×10⁻⁵ C，Q ≈ 3.2×10⁻³ C，C ≈ 400 μF\", \"expr\": \"[0.2e-3 * 0.4, Math.round(40 * 0.2e-3 * 0.4 * 1e5) / 1e5, Math.round(40 * 0.2e-3 * 0.4 / 8 * 1e6)]\", \"expect\": [8e-5, 3.2e-3, 400]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：电解电容器的正负极接反；以为放电电流与充电电流方向相同。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 五、高中·实验 9：长度的测量及其测量工具的选用（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **工具的选用**：按被测长度和需要的精度选——米尺（分度值 1 mm）、游标卡尺（10、20、50 分度，精度 0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm，不估读）、螺旋测微器（精度 0.01 mm，要估读到 0.001 mm）。\r\n- **读数方法**：游标卡尺读数 = 主尺上游标零刻度线左边的整毫米数 + 游标上与主尺对齐的格数 × 精度；螺旋测微器读数 = 固定刻度（注意半毫米刻线是否露出）+ 可动刻度格数（估读一位）× 0.01 mm。\r\n\r\n**算例**：10 分度游标卡尺，主尺读 23 mm，游标第 7 条刻度线对齐，读数 23.7 mm。螺旋测微器固定刻度读 6.5 mm（半毫米线已露出），可动刻度对准 20.0 格，读数 6.700 mm。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验9：游标卡尺 23 + 7 × 0.1 = 23.7 mm；螺旋测微器 6.5 + 20.0 × 0.01 = 6.700 mm\", \"expr\": \"[Math.round((23 + 7 * 0.1) * 10) / 10, Math.round((6.5 + 20.0 * 0.01) * 1000) / 1000]\", \"expect\": [23.7, 6.7]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：游标卡尺估读了一位；螺旋测微器漏看半毫米刻线；读数末尾的 0 被省掉（6.700 mm 写成 6.7 mm，丢了精度信息）。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 六、高中·实验 10：测量金属丝的电阻率（safetyLevel：中，涉及接线）\r\n\r\n- **器材与安全**：学生电源或干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、螺旋测微器、米尺。闭合开关前滑动变阻器接入最大阻值（限流接法）或使待测部分电压为零（分压接法）；电流不宜过大、通电时间不宜过长，以免金属丝发热、电阻率随温度变化；接线由老师检查。\r\n- **原理**：R = ρL/S，S = πd²/4，所以 ρ = πd²R/(4L)。\r\n- **电表接法**：金属丝电阻小，远小于电压表内阻，用电流表外接法；外接法测得的电阻偏小。\r\n- **测量**：直径用螺旋测微器在不同位置测几次取平均；长度量接入电路的那一段。\r\n\r\n**算例**：d = 0.500 mm，接入长度 L = 0.500 m，测得 R = 2.8 Ω。S = π × (0.500×10⁻³ m)² / 4 ≈ 1.96×10⁻⁷ m²，ρ = RS/L ≈ 1.1×10⁻⁶ Ω·m。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验10：S ≈ 1.96×10⁻⁷ m²，ρ = RS/L ≈ 1.1×10⁻⁶ Ω·m\", \"expr\": \"[Math.round(Math.PI * Math.pow(0.5e-3, 2) / 4 * 1e9) / 100, Math.round(2.8 * Math.PI * Math.pow(0.5e-3, 2) / 4 / 0.5 * 1e7) / 10]\", \"expect\": [1.96, 1.1]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用直径代替半径算面积；长度量的是整根金属丝而不是接入电路的部分；电流过大、通电时间过长。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 七、高中·实验 11：用多用电表测量电学中的物理量（safetyLevel：中，涉及接线）\r\n\r\n- **安全**：多用电表只测实验电路里的低压直流电压、电流和电阻，**不用它去测家庭电路（220 V）的电压**；测量前先选对挡位和量程，不确定时从大量程开始。\r\n- **欧姆挡**：测电阻前把被测电阻从电路中断开；选好倍率后先把红、黑表笔短接进行欧姆调零，每次换倍率都要重新调零；指针在表盘中央附近时误差较小，偏角太小换大倍率，偏角太大换小倍率。\r\n- **电流方向**：电流从红表笔流入、黑表笔流出（测电阻时，表内电池的正极接黑表笔）。\r\n- **用完**：把选择开关拨到\"OFF\"或交流电压最高挡。\r\n\r\n**算例**：选 \"×10\" 倍率，调零后测电阻，指针指在 15 处，电阻为 15 × 10 Ω = 150 Ω。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验11：15 × 10 = 150 Ω\", \"expr\": \"15 * 10\", \"expect\": 150}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：换倍率后没有重新欧姆调零；测电阻时没把电阻从电路中断开；用手同时捏住两个表笔的金属部分（把人体电阻并联进去）。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 八、高中·实验 12：测量电源的电动势和内阻（safetyLevel：低，用干电池）\r\n\r\n- **器材与安全**：1 节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关。滑动变阻器接入的电阻不能调到零，通电时间要短——电流过大时电池内阻会明显变化，电池也会发热。\r\n- **原理**：闭合电路欧姆定律 U = E − Ir。改变外电阻，测几组 U、I。\r\n- **数据处理**：作 U-I 图像，纵轴截距是电动势 E，斜率的绝对值是内阻 r；纵轴不从零开始时，图线与横轴的交点不是短路电流。\r\n\r\n**算例**：I₁ = 0.10 A 时 U₁ = 1.40 V，I₂ = 0.40 A 时 U₂ = 1.10 V。r = (1.40 − 1.10)/(0.40 − 0.10) = 1.0 Ω，E = U₁ + I₁r = 1.50 V。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验12：r = 0.30/0.30 = 1.0 Ω，E = 1.40 + 0.10 × 1.0 = 1.50 V\", \"expr\": \"[Math.round((1.40 - 1.10) / (0.40 - 0.10) * 1000) / 1000, Math.round((1.40 + 0.10 * (1.40 - 1.10) / (0.40 - 0.10)) * 1000) / 1000]\", \"expect\": [1, 1.5]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：把 U-I 图线与横轴的交点当成短路电流（纵轴起点不为零时不是）；用新电池做实验（内阻太小，电压变化不明显）。\n\nFile v2.11.1:references/physics-hs3-labs.md\n\n# 高中物理：选择性必修的学生必做实验\r\n\r\n> 示例题验算：2026-09-29\r\n> 本文件是 `xiaozhi-physics-lab-coach` 第八节的参考资源。实验清单按《普通高中物理课程标准日常修订版（2017 年版 2025 年修订）》\"学生必做实验\"中选择性必修的九个：选择性必修 1 的第 1～4 个、选择性必修 2 的第 5～7 个、选择性必修 3 的第 8～9 个；它们与必修的 12 个合起来，是学业水平等级性考试的 21 个学生必做实验。\r\n> 安全口径与 `safetyLevel` 以 `shared/lab-safety.md` 为准，判不准时往高一档写。数据处理的关键数值写成 `verify` 断言由 CI 重算；下面的数据是为讲方法编的示意数据。\r\n> 本文件用于理解和备考，**不是在家操作的指南**。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、高中·选必实验 1：验证动量守恒定律（safetyLevel：中；斜槽方案为低）\r\n\r\n- **两种方案**：① 气垫导轨 + 光电门，直接测碰撞前后的速度——气垫导轨的气源和数字计时器接 220 V 电源，插头的插拔由老师完成，学生只操作开关和计时器的按键，因此按\"中\"组织；② 斜槽 + 两个小球碰撞，用平抛的水平射程代替速度，不用电，为\"低\"。\r\n- **斜槽方案的关键**：入射小球的质量要大于被碰小球（防止入射球反弹），两球半径相同（保证正碰）；每次从同一位置由静止释放；斜槽末端水平。\r\n- **为什么能用射程代替速度**：两球离开斜槽后都做平抛，下落高度相同，飞行时间相同，水平射程与速度成正比。\r\n- **验证式**：m₁·OP = m₁·OM + m₂·ON（P 为入射球单独落下的平均落点，M、N 为碰后两球的平均落点）。\r\n\r\n**算例**：m₁ = 20 g，m₂ = 10 g；OP = 40.0 cm，OM = 13.5 cm，ON = 52.4 cm。碰前 m₁·OP = 800 g·cm，碰后 m₁·OM + m₂·ON = 794 g·cm，相差不到 1%，在误差范围内动量守恒。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验1：碰前 800 g·cm，碰后 794 g·cm，相对差不到 1%\", \"expr\": \"[20 * 40.0, Math.round(20 * 13.5 + 10 * 52.4), Math.abs(800 - (20 * 13.5 + 10 * 52.4)) / 800 < 0.01]\", \"expect\": [800, 794, true]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：入射球比被碰球轻；每次释放位置不同；落点不取多次的平均位置（用最小的圆把各落点圈起来，圆心即平均落点）。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、高中·选必实验 2：用单摆测量重力加速度的大小（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **操作要点**：摆线选细而不易伸长的；摆球选密度大、体积小的；摆角很小（一般不超过 5°）；从摆球经过**平衡位置**时开始计时，测 30～50 次全振动的总时间求周期。\r\n- **摆长**：悬点到球心的距离 = 摆线长 + 摆球半径，摆线长在摆球自然下垂时测量。\r\n- **数据处理**：g = 4π²L/T²；或作 T²-L 图像，斜率 k = 4π²/g，g = 4π²/k。\r\n- **一个好性质**：若摆长误用了摆线长（漏加半径），T²-L 图线整体平移、不过原点，但**斜率不变**，用斜率求出的 g 不受影响。\r\n\r\n**算例**：L = 0.500 m 时 T² = 2.015 s²，L = 1.000 m 时 T² = 4.030 s²。k = 4.030 s²/m，g = 4π²/k ≈ 9.80 m/s²。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验2：k = (4.030 − 2.015)/(1.000 − 0.500) = 4.030 s²/m，g = 4π²/k ≈ 9.80 m/s²\", \"expr\": \"[Math.round((4.030 - 2.015) / (1.000 - 0.500) * 1000) / 1000, Math.round(4 * Math.PI * Math.PI / 4.030 * 100) / 100]\", \"expect\": [4.03, 9.8]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：从摆球到达最大位移处开始计时（那里速度最小，计时误差大）；把 n 次全振动数成 n + 1 次；摆角过大；摆球在水平面内做圆锥摆运动。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、高中·选必实验 3：测量玻璃的折射率（safetyLevel：中，涉及玻璃砖和大头针）\r\n\r\n- **器材与安全**：长方形玻璃砖、大头针、白纸、量角器或刻度尺。玻璃砖的棱边可能割手，轻拿轻放，不用玻璃砖当尺子画线（也会磨损光学面）；大头针针尖朝下插、不对着人，用完放回盒里。\r\n- **操作**：在白纸上画出界面，插 P₁、P₂ 确定入射光线；透过玻璃砖观察，插 P₃ 挡住 P₁、P₂ 的像，插 P₄ 挡住 P₃ 和 P₁、P₂ 的像；连接得到出射光线，再画出玻璃中的折射光线。\r\n- **数据处理**：n = sin i / sin r（i 是空气中的入射角，r 是玻璃中的折射角）；也可以用\"单位圆法\"：以入射点为圆心画圆，量出两条光线与圆的交点到法线的距离之比。\r\n- **注意**：入射角不宜过小（角度测量的相对误差大），也不宜过大（出射光线太弱）；大头针之间的距离适当大一些，确定的光线方向更准。\r\n\r\n**算例**：入射角 i = 60°，测得折射角 r = 35°，n = sin60°/sin35° ≈ 0.866/0.574 ≈ 1.51。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验3：n = sin60°/sin35° ≈ 1.51\", \"expr\": \"Math.round(Math.sin(Math.PI / 3) / Math.sin(35 * Math.PI / 180) * 100) / 100\", \"expect\": 1.51}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用玻璃砖当尺子画界面；画界面时玻璃砖移动了位置；把折射角量成了折射光线与界面的夹角。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、高中·选必实验 4：用双缝干涉实验测量光的波长（safetyLevel：中，涉及光源接电与强光）\r\n\r\n- **器材与安全**：光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头。光源若接 220 V，插头的插拔由老师完成，学生只操作开关；若接学生电源，接线由老师检查。灯泡工作时很烫，不用手碰。若改用激光光源：只用课堂用的低功率激光笔，不直视、不对着人和反光面，由老师操作或全程在旁。\r\n- **调节**：光源、单缝、双缝在同一条直线上，单缝与双缝平行，才能看到清晰的条纹。\r\n- **测量**：用测量头测出第 1 条和第 n 条亮条纹中心的位置，相邻亮条纹间距 Δx = (x_n − x₁)/(n − 1)；λ = Δx·d/L（d 为双缝间距，L 为双缝到屏的距离）。\r\n- **为什么测 n 条**：单个间距太小，测多个间距再平均，减小误差。\r\n\r\n**算例**：第 1 条亮纹读数 2.320 mm，第 7 条读数 16.720 mm，Δx = 14.400 mm / 6 = 2.40 mm；d = 0.25 mm，L = 1.00 m，λ = 2.40×10⁻³ × 0.25×10⁻³ / 1.00 = 6.0×10⁻⁷ m = 600 nm。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验4：Δx = 2.40 mm，λ = 600 nm\", \"expr\": \"[Math.round((16.720 - 2.320) / (7 - 1) * 1000) / 1000, Math.round(2.40e-3 * 0.25e-3 / 1.00 * 1e9)]\", \"expect\": [2.4, 600]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：Δx 用 (x_n − x₁)/n 计算（n 条亮纹之间只有 n − 1 个间距）；单缝与双缝不平行，条纹模糊。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 五、高中·选必实验 5：探究影响感应电流方向的因素（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **器材与安全**：条形磁铁、线圈、灵敏电流计、干电池、保护电阻、开关。先用干电池判断\"电流从哪个接线柱流入时指针向哪边偏\"——干电池必须串联一个大阻值的保护电阻，而且只能**瞬间试触**，否则电流过大会损坏灵敏电流计。若改用学生电源的双线圈方案（用开关接通、断开原线圈来改变磁通量），按\"中\"：学生电源只用低压挡，接线由老师检查；断开原线圈电路的瞬间会产生较高的自感电动势，手不要接触原线圈的接线柱和裸露导线。\r\n- **操作**：分别让 N 极、S 极插入和拔出线圈，记录指针偏转方向，换算成感应电流的方向，再用安培定则判断感应电流的磁场方向。\r\n- **归纳**：列表比较\"原磁场方向、磁通量怎样变化、感应电流的磁场方向\"，得出：磁通量增加时两者方向相反，减少时相同——感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化（楞次定律）。\r\n\r\n| 操作 | 线圈内原磁场 | 磁通量 | 感应电流的磁场 |\r\n|---|---|---|---|\r\n| N 极向下插入 | 向下 | 增加 | 向上（相反） |\r\n| N 极向上拔出 | 向下 | 减少 | 向下（相同） |\r\n| S 极向下插入 | 向上 | 增加 | 向下（相反） |\r\n| S 极向上拔出 | 向上 | 减少 | 向上（相同） |\r\n\r\n**常见错误**：没有先弄清电流计的偏转方向与电流方向的关系；只做 N 极插入一种情况就下结论。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 六、高中·选必实验 6：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系（safetyLevel：中，涉及学生电源接线）\r\n\r\n- **器材与安全**：可拆变压器、学生电源、多用电表（交流电压挡）。**原线圈只接学生电源的低压交流输出，电压不超过 12 V，不接 220 V**；升压的组合由老师确认：输入不超过 12 V 时，副线圈与原线圈的匝数比不超过 3，使输出不超过 36 V，做不到就只做降压、升压由老师演示；手不接触裸露的接线柱和导线；改接线圈、改变匝数前先断电；测量时先选好交流电压挡的量程。\r\n- **方法**：控制变量——保持原线圈的匝数和电压不变，改变副线圈的匝数；再保持副线圈的匝数不变，改变原线圈的匝数。\r\n- **结论**：在误差范围内 U₁/U₂ = n₁/n₂；实测的副线圈电压略小于理想值，因为有漏磁、线圈电阻和铁芯的损耗。\r\n\r\n**算例**：n₁ = 400 匝，n₂ = 200 匝，U₁ = 8.0 V。理想值 U₂ = 4.0 V，实测 3.8 V，略小，符合预期。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验6：理想值 U₂ = 8.0 × 200/400 = 4.0 V，实测 3.8 V 略小\", \"expr\": \"[8.0 * 200 / 400, 3.8 < 8.0 * 200 / 400]\", \"expect\": [4, true]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用直流电源做变压器实验（副线圈没有感应电压）；带电改接线圈。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 七、高中·选必实验 7：利用传感器制作简单的自动控制装置（safetyLevel：中，涉及接线）\r\n\r\n- **器材与安全**：热敏电阻或光敏电阻、定值电阻、电磁继电器、干电池或学生电源、小灯泡或蜂鸣器。**控制电路和工作电路都只用低压电源，不接家庭电路**；接线由老师检查后再通电。\r\n- **思路**：传感器把温度、光照的变化变成电阻的变化，再通过分压电路变成电压的变化，去控制继电器的吸合或断开。\r\n- **设计时要想清楚**：传感器的电阻随温度（或光照）怎样变化；它放在分压电路的哪一边；继电器在什么电压下吸合。\r\n\r\n**算例**（光控，示意数据）：电源 6 V，光敏电阻与 10 kΩ 的定值电阻串联。光照强时光敏电阻约 2 kΩ，它两端电压为 1 V；天黑时约 40 kΩ，它两端电压升到 4.8 V——用这个电压的升高去触发\"天黑开灯\"。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验7：光照强时 6 × 2/(2 + 10) = 1 V，天黑时 6 × 40/(40 + 10) = 4.8 V\", \"expr\": \"[6 * 2 / (2 + 10), 6 * 40 / (40 + 10)]\", \"expect\": [1, 4.8]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：不知道所用光敏电阻（或热敏电阻）的电阻随光照（或温度）怎样变化就开始接线；把传感器与定值电阻的位置接反，导致\"亮时开灯\"。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 八、高中·选必实验 8：用油膜法估测油酸分子的大小（safetyLevel：中，涉及易燃的酒精溶液）\r\n\r\n- **器材与安全**：油酸酒精溶液（由老师配制，远离明火）、浅盘、水、爽身粉（痱子粉）、注射器或滴管、玻璃板、坐标纸。爽身粉轻轻撒薄薄一层，不要扬起吸入；玻璃板边缘小心割手。\r\n- **原理**：把油膜看成由油酸分子紧密排列成的单分子层，分子直径 d = V/S，V 是一滴溶液中**纯油酸**的体积。\r\n- **步骤要点**：用注射器测出 1 mL 溶液的滴数，算出一滴溶液的体积，再乘溶液的浓度得到纯油酸的体积；油膜形状稳定后描在玻璃板上，用坐标纸数格子求面积（多于半格算一格，不足半格舍去）。\r\n\r\n**算例**：每 10⁴ mL 溶液中含纯油酸 6 mL，1 mL 溶液为 75 滴，油膜约占 110 个 1 cm² 的格子。一滴中纯油酸的体积 V = (1/75) mL × 6/10⁴ = 8×10⁻⁶ mL = 8×10⁻¹² m³，S = 1.10×10⁻² m²，d = V/S ≈ 7.3×10⁻¹⁰ m。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验8：V = 8×10⁻¹² m³，d ≈ 7.3×10⁻¹⁰ m\", \"expr\": \"[Math.round(1 / 75 * 6 / 1e4 * 1e-6 * 1e14) / 100, Math.round(1 / 75 * 6 / 1e4 * 1e-6 / 110e-4 * 1e11) / 10]\", \"expect\": [8, 7.3]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用一滴溶液的体积代替纯油酸的体积；爽身粉撒得太厚，油膜摊不开；油膜还没稳定就描轮廓。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 九、高中·选必实验 9：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **器材**：注射器（密封一定质量的空气）、压力表或压强传感器、铁架台。用玻璃注射器时按\"中\"：轻拿轻放，破损立即停用，碎玻璃交给老师处理。\r\n- **保持温度不变**：推拉活塞要缓慢；手不要握住注射器筒（手的温度会使气体升温）。\r\n- **保持质量不变**：活塞上涂润滑油，检查不漏气。\r\n- **数据处理**：计算每组的 pV，看是否近似相等；作 p-1/V 图像，是一条过原点的直线——\"化曲为直\"比 p-V 图像的双曲线更容易判断反比关系。\r\n\r\n**算例**：V = 20 mL 时 p = 1.00×10⁵ Pa，V = 16 mL 时 p = 1.25×10⁵ Pa，V = 10 mL 时 p = 2.00×10⁵ Pa，三组的 pV 都是 2.0×10⁶ Pa·mL。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验9：三组 pV 都等于 2.0×10⁶ Pa·mL\", \"expr\": \"[20 * 1.00e5, 16 * 1.25e5, 10 * 2.00e5]\", \"expect\": [2e6, 2e6, 2e6]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用手握住注射器筒；推活塞太快；作 p-V 图像后直接说\"成反比\"（曲线看不出是不是双曲线）。\n\nFile v2.11.1:references/physics-lab-exam-guide.md\n\n# 中考物理实验操作考试备考指南\r\n\r\n> 适用学段：初中（八—九年级）。\r\n> 多地把物理实验操作考试计入中考总分，但**考查清单、评分细则、分值与考法各地不同，以本地当年的考试说明为准**。本文件只给通用的评分维度、常见考查实验的操作要点与扣分点，供学生考前自查。\r\n> 实验操作要靠真实动手练，本 SKILL 只能帮学生弄懂每一步的道理，不能替代进实验室。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、五个评分维度（通用）\r\n\r\n各地评分细则的写法不同，但大多落在这五个维度上：\r\n\r\n| 维度 | 看什么 | 常见扣分 |\r\n|---|---|---|\r\n| ① 器材检查 | 器材是否齐全完好；天平、电流表、电压表、弹簧测力计先调零 | 拿到就用，没检查；忘记调零 |\r\n| ② 规范操作 | 按步骤、按安全规范操作 | 顺序颠倒；违反安全规范（带电连线、明火靠近易燃物） |\r\n| ③ 观察读数 | 视线正对刻度；需要估读的测量工具（如刻度尺）估读到分度值的下一位；带单位 | 俯视或仰视；漏写单位 |\r\n| ④ 记录结论 | 数据表填写完整；结论按规范表述（见 SKILL.md 的结论模板） | 数据空缺；结论漏写\"在……相同时\"的前提 |\r\n| ⑤ 整理器材 | 断开开关、拆除导线、器材复位、熄灭火源 | 离开时电路仍接通；酒精灯或蜡烛未熄灭 |\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、常见考查实验\r\n\r\n下面九个是各地清单里常见的实验，**不代表任何一地的考查范围**。\r\n\r\n### 1. 用天平和量筒测量物质的密度\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 天平放在水平台上，把游码移到标尺左端零刻度线处，再调节平衡螺母使横梁平衡。\r\n2. 左盘放物体、右盘放砝码；用镊子夹取砝码，按从大到小的顺序试加，最后移动游码。\r\n3. 物体质量 = 砝码总质量 + 游码左侧边缘所对的刻度值。\r\n4. 量筒读数时，视线与凹液面的底部相平。\r\n5. 测固体：先测质量、再测体积。先测体积会让物体沾水，测得的质量偏大，算出的密度偏大。\r\n6. 测液体：先测烧杯和液体的总质量，把一部分液体倒入量筒测体积，再测烧杯和剩余液体的质量，用两次质量之差计算——这样避免烧杯壁残留液体带来的误差。\r\n\r\n**常见扣分点**：游码没归零就调平衡；称量过程中去调平衡螺母；用手直接拿砝码；物体和砝码放反；量筒俯视或仰视读数。\r\n\r\n### 2. 探究凸透镜成像的规律\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，使像成在光屏中央。\r\n2. 先知道凸透镜的焦距（题目给出或先测出）。\r\n3. 物距从大于二倍焦距开始逐步减小，每次移动光屏直到像最清晰，再记录物距、像距和像的性质。\r\n4. 物距小于焦距时，光屏上承接不到像，要从光屏一侧透过凸透镜观察，看到的是正立、放大的虚像。\r\n\r\n**常见扣分点**：三者中心不在同一高度；像没调到最清晰就记录；物距小于焦距时还在光屏上找像。\r\n\r\n**安全**：点燃的蜡烛是明火，按\"中\"组织：远离纸张等易燃物，实验结束后熄灭；不在家单独做。\r\n\r\n### 3. 探究串联、并联电路中电流（电压）的规律\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 连接电路时开关断开。\r\n2. 电流表串联在被测电路中，电压表与被测部分并联；电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出。\r\n3. 不能估计电流或电压大小时，先用大量程试触，再换用合适的量程。\r\n4. 换用不同规格的小灯泡多做几次，得出普遍规律。\r\n\r\n**常见扣分点**：开关闭合着连线；正负接线柱接反；量程选择不当；只测一组就下结论；用两只相同规格的灯泡——容易得出\"各支路电流一定相等\"这类只在特殊情况下成立的结论。\r\n\r\n### 4. 伏安法测电阻\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 连接电路时开关断开；闭合开关前把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，保护电路。\r\n2. 电压表并联在待测电阻两端，电流表串联在电路中。\r\n3. 调节滑片改变电压，测出几组对应的电压和电流。\r\n4. 测**定值电阻**：多次测量求平均值，减小误差。\r\n5. 测**小灯泡的电阻**：灯丝电阻随温度（亮度）变化，**不能求平均值**；多测几组是为了观察电阻怎样随电压变化。\r\n\r\n**常见扣分点**：闭合开关前滑片不在阻值最大处；对小灯泡的电阻求平均值；电表接反或量程不当。\r\n\r\n### 5. 测量小灯泡的电功率\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 电路连接规范同上：开关断开，闭合前滑片置于阻值最大处。\r\n2. 移动滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压，读出此时的电流，额定功率 P = UI。\r\n3. 再测电压略低于、略高于额定电压时的实际功率，观察亮度的变化。\r\n4. 不同电压下的功率对应不同的工作状态，**不能求平均值**。\r\n\r\n**常见扣分点**：没把电压调到额定电压就读数；把几次测得的功率取平均；电压调得过高。\r\n\r\n**安全**：电压略高于额定电压即可，不要调得过高，以免烧坏灯泡。\r\n\r\n### 6. 探究杠杆的平衡条件\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 实验前调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡——便于直接从杠杆上读出力臂，并消除杠杆自重对实验的影响。\r\n2. 实验中不再调节平衡螺母，通过改变钩码的数量和位置，使杠杆重新在水平位置平衡。\r\n3. 改变条件多做几次，得出普遍规律。\r\n\r\n**常见扣分点**：挂上钩码后又去调平衡螺母；只做一次就下结论。\r\n\r\n### 7. 探究影响滑动摩擦力大小的因素\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 弹簧测力计在水平方向上调零。\r\n2. 用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等。\r\n3. 控制变量：研究压力的影响时保持接触面的粗糙程度不变，研究接触面粗糙程度的影响时保持压力不变。\r\n\r\n**常见扣分点**：没有匀速拉动就读数；测力计没有沿水平方向拉；同时改变了两个因素。\r\n\r\n### 8. 探究平面镜成像的特点\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 用透明玻璃板代替平面镜，便于确定像的位置。\r\n2. 玻璃板与桌面垂直。\r\n3. 用两支完全相同的蜡烛：一支点燃放在玻璃板前，另一支不点燃，在玻璃板后移动，直到与像完全重合——用来比较像与物的大小。\r\n4. 在像的位置放一块光屏，**直接**观察光屏上有没有像，判断所成的是虚像。\r\n\r\n**常见扣分点**：玻璃板没有竖直，后面的蜡烛无法与像重合；两支蜡烛不相同；透过玻璃板去看光屏，误以为光屏上有像。\r\n\r\n**安全**：点燃的蜡烛是明火，按\"中\"组织：远离易燃物，实验结束后熄灭；不在家单独做。\r\n\r\n### 9. 探究水在沸腾前后温度变化的特点\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 组装器材自下而上：先根据酒精灯外焰的高度固定铁圈；拆除时自上而下。\r\n2. 温度计的玻璃泡全部浸入水中，不碰到容器底和容器壁。\r\n3. 读数时温度计不离开水，视线与温度计内液柱的液面相平。\r\n4. 水沸腾后继续加热几分钟并记录温度，观察沸腾时温度是否变化。\r\n\r\n**常见扣分点**：温度计的玻璃泡碰到杯底或杯壁；把温度计从水中取出读数；组装顺序颠倒。\r\n\r\n**安全**：用火柴点燃酒精灯，不用燃着的酒精灯去引燃另一盏；用灯帽盖灭，不用嘴吹；小心沸水和受热器材烫伤。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、口述—对照—找坑：用本 SKILL 自查\r\n\r\n1. **口述**：学生按顺序说一遍完整步骤，从检查器材说到整理器材。\r\n2. **对照**：对照第一节的五个维度逐项追问原因，例如\"闭合开关前为什么要把滑片放到阻值最大处\"（保护电路）。\r\n3. **找坑**：用\"如果不这样做会怎样\"追问扣分点，例如\"先测体积再测质量，测出的密度偏大还是偏小\"。\r\n\r\n学生能说清原因的步骤，考场上不容易漏；只会背的步骤，换一套器材就容易乱。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、边界\r\n\r\n- 操作考试要靠真实动手练；本 SKILL 只帮梳理步骤、评分点和原理，不能替代进实验室。\r\n- 不教怎样省步骤应付评分——按规范完整操作本身就是考点，也是安全要求。\r\n- 正在进行的实验操作考试中不提供帮助（`shared/hint-ladder.md` §〇）。\r\n- 在家做实验：只讨论不用明火、不接家庭电路、不用化学品的小实验；涉及 220 V 家庭电路或明火加热的，一律不提供在家操作的步骤。\n\nFile v2.11.1:shared/ai-item-check.md\n\n\r\n\r\n# AI 出题自检协议\r\n\r\n> 任何由 SKILL 即兴生成的题目（同类题、变式题、纯净版题、梯度题、迁移测试、测评题、听力/阅读材料后的题），在发给学生或老师之前必须通过以下自检。通不过的题不得输出。\r\n\r\n## 一、自检步骤（模型内部完成，不向学生展示）\r\n\r\n1. **自解**：先完整解一遍，得到答案。\r\n2. **有解且唯一**：解存在；若为求值题答案唯一；若为开放题，写明\"开放题，参考答案不唯一\"。\r\n3. **条件充分且不多余**：删掉任一条件是否仍可解？增加了矛盾条件？（例：\"直线与 x 轴围成三角形\"不成题；\"不过第二象限且过第二象限\"无解。）\r\n4. **数值友好**：初中题默认整数或简单分数解；出现循环小数/无理数须是题目本意。应用题中的人数、件数、次数必须为非负整数。\r\n5. **学段内**：用到的概念、公式、术语不超出该 SKILL `grade_bands` 声明的学段（对照 `shared/vocab.md §10`）；超出则删题或标 `⚠高中`。\r\n6. **与原题同型**：作为\"同类题\"时，考查的通用维度和子类型必须与原错题一致（`shared/vocab.md §1-2`），只换情境或数字。\r\n7. **物理量合理**：物理题检查单位制、数量级（例：初中生跑步速度 4-6 m/s，家用电压 220 V）、图示是否可画。\r\n8. **语言题**：英语题检查语法本身正确、目标语法点只出现一次；语文病句题检查\"原句确实有病\"且\"修改后确实无病\"。\r\n\r\n## 二、输出标注\r\n\r\n- 学生端：题后不标注，但若学生质疑\"这题是不是有问题\"，必须认真复核，不得坚持错题。\r\n- 老师端：AI 生成的题必须标注 `【AI 生成，入库前请人工验算】`，未经老师确认不得写入资源库或试卷。\r\n\r\n## 三、示例题回归\r\n\r\nreferences 中的示例题视同 AI 生成题：每次修改 references 后，按本协议逐题验算一遍。CI 有三道检查：\r\n\r\n1. **声明**（A1）：含示例题的文件顶部须有一行 `> 示例题验算：YYYY-MM-DD`。\r\n2. **不得过期**（A2）：声明日期不得早于文件最后一次实质提交（纯升版提交不算）。改了题没重新验算、没更新日期，CI 直接失败——日期是承诺，不是装饰。\r\n3. **机器断言**（`scripts/verify-examples.mjs`）：关键数值结论写成可执行的 `verify` 块，CI 每次替你算：\r\n\r\n ```verify\r\n {\"claim\": \"184 分题改为 175 分后 x 为整数\", \"expr\": \"Number.isInteger((175 - 100) / 7)\", \"expect\": true}\r\n ```\r\n\r\n `expr` 是只含 Math 与字面量的 JS 表达式，`expect` 按 JSON 相等比较。历史上出过的病题（无解、非整数解、不成题）都应留一条断言，题目一改断言就红。\n\nFile v2.11.1:shared/crisis-exception.md\n\n\n\n# 危机例外（共享片段）\r\n\r\n> 所有可能读到学生情绪文本的 SKILL 必须引入本片段，位置在任何\"熔断 / 温情转化 / 焦虑处理 / 家长输出\"规则**之前**。完整处置流程见 `shared/crisis-referral-protocol.md`（随每个技能包分发）。\r\n\r\n## 适用地域（先读这一节）\r\n\r\n本库的默认部署环境是**中国大陆的中文 K12 场景**，下文列出的求助号码也只在中国大陆有效。\r\n\r\n**在其他地区使用时，号码必须先本地化，不得原样照搬。** 具体做法：\r\n\r\n1. **不确定所在地区时先问一句**：\"你现在在哪个国家或地区？我需要据此给你当地的求助方式。\"——问清楚之前，只做\"联系身边信任的成年人\"这一条通用引导。\r\n2. 已知在中国大陆 → 用下文\"最低话术\"一节的号码（完整清单见 `shared/crisis-referral-protocol.md` 第五节）。\r\n3. 已知在其他地区 → **不要输出中国大陆号码**，改为：\"请拨打你所在国家/地区的紧急电话\"，并建议联系学校辅导员、家庭医生或当地青少年求助热线。若平台配置了本地渠道，用配置值。\r\n4. 任何情况下，\"找一位信任的成年人\"与\"如有即时危险请立刻拨打当地紧急电话\"这两条都通用，可以先说。\r\n\r\n部署方若面向中国大陆以外的用户，应在上架说明中替换下文\"最低话术\"一节与 `shared/crisis-referral-protocol.md` 第五节的渠道清单。\r\n\r\n## 在 SKILL.md 中的写法（复制以下三行，不要改写）\r\n\r\n```text\r\n⚠️ 危机例外（最高优先级）：若对话中出现自伤/自残、轻生念头、遭受霸凌或伤害、持续严重绝望、家庭安全问题等超出学习范畴的信号，立即停止本 SKILL 的一切流程（含熔断、温情转化、数据展示、出题、家长摘要），按 shared/crisis-exception.md 处置：稳住不评判 → 说明 AI 边界 → 如实提示联系信任的成年人 → 按所在地区给出求助渠道（不确定地区时先问；中国大陆即时危险为 110/120，其他地区用当地紧急电话）。宁可误报，不可漏报；档案只记\"已转介\"的处置事实。\r\n```\r\n\r\n家庭安全类信号的不记情形，以下文\"家庭安全类信号\"一节为准。\r\n\r\n## 各类流程的接入点\r\n\r\n| 流程 | 接入位置 |\r\n|---|---|\r\n| 熔断 / \"太难了、放弃了\" 分支（费曼、梯度训练、解题教练） | 进入熔断话术**之前**先做危机信号检查 |\r\n| 焦虑处理（数学/物理错误 DNA、错题本情绪性失误） | 焦虑信号分级：学习压力 → 本 SKILL 处理；危机信号 → 本片段 |\r\n| 家长可见输出（家庭看板、月报家长页、周报家庭版、兴趣简报、老师端家长反馈） | 生成前检查；出现危机信号时**不得**低敏转化，如实提示监护人。**家庭安全类信号除外**：不写进任何家长可见的输出，也不借它提示监护人（见下一节） |\r\n| 倾诉类入口（\"说出让你分心的事\"） | 只接收与学习相关的内容；出现危机信号立即切换 |\r\n| 自建 SKILL 模板（开发者工具） | 模板头部固定带本片段，且不允许写\"不对情绪负责 / 等自习结束再说\"类规则 |\r\n\r\n## 家庭安全类信号（伤害可能来自家里）\r\n\r\n学生说到家里有人打他、经常谩骂、恐吓他、虐待他（含性侵害），不给饭吃、长期没人照料，把他赶出家门或威胁送走他，或者说害怕回家——伤害可能来自家里。这时去提示监护人，可能让孩子更危险。所以这一类**不按\"提示监护人\"处理**，其余处置照旧：\r\n\r\n- **对学生**：先说\"这不是你的错\"。不劝他去告诉可能伤害他的家人，也不劝他回家\"好好沟通\"；建议尽快告诉信任的大人——老师、班主任、学校的心理老师，或不住在一起、信得过的亲戚。学生自己说家里另一位大人（比如妈妈）能保护他，不反驳，同时仍建议告诉老师。有即时危险时，按上文\"适用地域\"给紧急电话。\r\n- **家长可见的内容**（家庭看板、周报家庭版、月报家长页、兴趣简报、老师端的家长反馈与家长消息）：不写这件事，不暗示，也不借这些内容提示监护人。学生端只对学生本人说，老师端只对老师说（家长、监护人自己说起家里有人打孩子的，按下文\"家长、监护人自己说打了孩子\"一条）。学生与监护人共用会话或设备、或小学有家长在旁边时，回应里不复述学生说的细节，也不提\"家里\"，只建议去找老师、班主任或学校的心理老师（家庭版最低话术里的\"不住在一起、你信得过的亲戚\"也不说）。\r\n- **老师端**（本条与下面三条里的报告途径、部门与法条都按中国大陆写，其他地区见下面第三条末句）：不先联系监护人，不找家长核实或对质；不起草提到这件事的家长消息；处置之后，照常的学习反馈照旧（不突然中断；学校或有关部门另有安排的，听他们的），也不在里面暗示。不追问学生细节，也不承诺替学生保密（可以告诉学生：会请能保护他的人来帮忙）；学生的原话、时间和看到的伤如实写进交给学校或公安的报告，不写进本库的工作空间与记录。要不要告诉家长、告诉哪一位，由学校（机构）和公安、民政等部门决定。\r\n - 学校老师：当天按学校的学生保护流程，报告班主任或学校分管学生保护工作的校领导（有的学校设学生保护专员；老师本人就是班主任的，直接报告分管校领导），由学校依照规定向公安、民政、教育等部门报告；学校没有及时报告的，老师自己直接向公安机关报告（也可以向主管教育行政部门报告）——这项报告义务，法律也规定给了教职工本人。依据：《未成年人学校保护规定》第四十七条（学校和教职工发现学生遭受或疑似遭受家庭暴力、虐待、遗弃、长期无人照料等不法侵害的，应当依照规定及时向公安、民政、教育等有关部门报告）、第四十八条；《反家庭暴力法》第十四条——学校及其工作人员发现未成年学生遭受或疑似遭受家庭暴力的，应当及时向公安机关报案，公安机关对报案人的信息保密；性侵害、性骚扰另见《未成年人保护法》第四十条（学校不得隐瞒，应当及时向公安机关、教育行政部门报告）。\r\n - 校外培训机构的老师按机构的流程报告，机构没有流程或没有及时报告的，自己直接向公安机关报告；独立教师没有机构，当天直接向公安机关报告。依据：《未成年人保护法》第十一条——密切接触未成年人的单位（第一百三十条：含学校、校外培训机构）及其工作人员，在工作中发现未成年人身心健康受到侵害、疑似受到侵害或面临其他危险情形的，应当立即向公安、民政、教育等有关部门报告；任何组织或个人发现这类情形，都有权劝阻、制止，或向这些部门检举、控告。\r\n - 正在发生危险时立即报警（中国大陆为 110）。学生说不敢回家、向学校求助时，学校不得拒绝、推诿，需要救助的先行救助：先别让他一个人回家，等学校和公安、民政部门安排（《未成年人学校保护规定》第四十九条）。学生已满 18 周岁、能自己作主时，上面引的强制报告条文不适用：老师照样告诉学校，向外报案先听学生本人的意见，并告诉他可以向居委会、妇联求助或向公安机关报案（《反家庭暴力法》第十三条）；正在发生危险时照样报警。在其他地区，按当地法律与学校规程报告，求助方式按上文\"适用地域\"。\r\n- 说到被打、被伤害，但说不清是不是家里人干的，按本节处理。只是被爸妈批评、说了几句重话，家里吵架（没人动手）或父母离婚，没有挨打、没有经常被谩骂、恐吓，也没说怕回家的，不算本类：其中的自伤、轻生信号照常提示监护人。家里有大人动手打人或拿刀等凶器吓人，就算不是冲着他（比如爸爸打妈妈），也按本节处理。本类和自伤、轻生信号一起出现时按本节处理，求助热线与紧急电话照样给；老师端报告时把自伤风险一并说明。\r\n- **家长、监护人自己说打了孩子**（比如\"考成这样，昨晚我揍了他一顿\"），或说把孩子关在门外、赶出家门、不给饭吃，或说马上要这样做：伤害就来自正在说话的人，同样按本节处理，只是说话的对象换成家长。\r\n - 对家长（学生端：家长在用或在旁边）：用下文\"最低话术\"里的家长版。不说教、不贴标签、不吓唬（不说\"我要报警\"\"我要告诉学校\"这类话），也不当作没听见、照常往下讲题。先问孩子现在怎么样、有没有受伤，受了伤先处理，需要的话去医院；说清一句：打骂解决不了学习上的问题，法律也要求家长用文明的方式教育孩子、不允许家庭暴力（《未成年人保护法》第十七条、《家庭教育促进法》第二十三条、《反家庭暴力法》第十二条）；还在气头上的，先离开一会儿，平静下来再谈学习；学习上的难处可以和孩子的班主任或学校的心理老师一起想办法，确认在中国大陆后也可以打 12355（青少年服务台，亲子关系与家庭教育的事也接）。家长说马上要打、还没动手的，不问受伤，先说一句\"请先别动手\"，再接家长版第 2 至 4 行。家长不认同（如\"打孩子是我自己家的事\"）的，不争辩、不重复说教，说一句\"孩子的安全最要紧，需要帮忙随时可以找班主任\"。之后再回到学习的事：先给家长一两件能陪孩子一起做的事，不罗列分数、错题与弱项清单。\r\n - 正在打、孩子伤得重、孩子这会儿正被关在门外或赶出了家门，或家长说控制不住自己：有即时危险，停下一切流程，按上文\"适用地域\"给紧急电话（中国大陆为 110/120；只是孩子伤得重、没有别的危险的，给 120）；孩子被关在门外或赶出了家门的，先请家长马上把孩子领进屋，找不到孩子的立即报警；家长说控制不住自己的，先请他离开孩子所在的房间，家里有别的大人的，请那位大人照看孩子。\r\n - 孩子可能就在旁边（共用会话或设备、小学有家长在旁边）：家长版照说，法律那句不展开，也不评判这次算不算家庭暴力；不当着孩子数落家长，不复述细节，也不让孩子表态；之后孩子单独说到挨打、害怕回家的，按本节对学生的做法。\r\n - 家长说的是家里另一位大人打孩子（对这位家长不用上面的家长版）：先护住孩子和自己，正在发生危险时报警；孩子或自己受了伤的先去医院，病历和伤情照片留好；不劝他先去和打人的一方\"好好谈\"；可以向居委会（村委会）、妇联投诉、求助，或向公安机关报案（《反家庭暴力法》第十三条），也可以向法院申请人身安全保护令（第二十三条），告诉孩子的班主任，请学校一起帮忙；确认在中国大陆后，也可以打 12355 咨询。手机或设备打人的一方也会用的，提醒家长看完可以删掉这段对话。\r\n - 这件事不写进本库的档案和任何记录（处置事实也不记），不写进家长可见的内容，学习记录里也不把挨打写成原因或教训。老师端：家长发来的原消息留着（截图），不删。\r\n - 老师端：家长在消息里或当面对老师说自己打了孩子，也是疑似家庭暴力，照上面\"老师端\"一条报告（报告途径相同；家长的原话和时间如实写进报告）。回这位家长的消息时，在学习安排之外加一句不带指责的劝阻，比如\"成绩的事我们一起想办法，请别因为成绩打骂孩子\"——这一句和下面给保护方家长的回复，是上面\"不起草提到这件事的家长消息\"仅有的两个例外；不提报告，不追问打成什么样，不对质。家长说到孩子受了伤、经常这样，或把孩子关在门外、赶出家门、不给饭吃的，老师自己看到孩子身上有伤的也算，先报告（孩子这会儿还在门外或找不到的，按正在发生危险立即报警），回不回、怎么回听学校（机构）和公安的；他们交代之前，照常的学习反馈照旧，不提这件事，也不加这句劝阻。家长只说要打、还没动手的，回消息时同样加这一句劝阻，并留意孩子之后的状况（学校老师同时告诉班主任）；说要拿棍子、皮带等东西打，或说自己控制不住的，孩子面临危险，照上面\"老师端\"一条报告，回消息时照样加这一句劝阻；说眼下就要动手的，按正在发生危险立即报警；孩子之后说到挨打、身上有伤或害怕回家的，按本节处理。家长说的是家里另一位大人打孩子的，同样照上面\"老师端\"一条报告；回这位家长时可以写\"谢谢您告诉我。孩子和您的安全最要紧，遇到危险请先报警，居委会、妇联也都可以求助\"，不在消息里问细节、复述细节（手机可能被打人的一方看到）。学生已满 18 周岁的，照上面\"老师端\"一条里成年学生的写法：向外报案先听学生本人的意见。\r\n- 档案照旧只记\"已转介\"的处置事实，不写家庭信息，也不记\"已提示监护人\"；家长可见的内容不显示这条记录。小学有家长在旁边、学生与监护人共用会话或设备，或家长自己说打了孩子时，这一条不记；事后的跟进只在确认是学生本人、身边没有家里人时再问。\r\n\r\n## 最低话术\r\n\r\n**通用部分（任何地区都可以先说）：**\r\n\r\n```text\r\n谢谢你愿意告诉我。这件事很重要，比任何题目都重要。\r\n我是学习伙伴，帮不了这么重要的事，但我很在意你。\r\n现在能不能找一位你信任的大人——爸爸妈妈、老师、或学校的心理老师——把刚才的话告诉他们？\r\n如果你现在就有危险，请立刻拨打你所在地区的紧急电话。\r\n```\r\n\r\n**伤害可能来自家里时**（见\"家庭安全类信号\"一节），通用部分改用这一版：\r\n\r\n```text\r\n谢谢你愿意告诉我。这不是你的错。\r\n这件事需要能保护你的大人来帮你。我是学习伙伴，帮不了这么大的忙，但我很在意你。\r\n能不能尽快找一位你信任的大人——老师、班主任、学校的心理老师，或者不住在一起、你信得过的亲戚——把刚才的话告诉他们？\r\n你现在安全吗？如果现在就有危险，请立刻拨打你所在地区的紧急电话。\r\n```\r\n\r\n**家长、监护人自己说打了孩子时**（学生端用，见\"家庭安全类信号\"一节；老师端回家长的消息不用这一版，照该节\"家长、监护人自己说打了孩子\"一条里的\"老师端\"一小条写），先说这一版：\r\n\r\n```text\r\n学习的事先放一放，我想先问一句：孩子现在怎么样？有没有受伤？受了伤先处理，需要的话带孩子去医院。\r\n成绩也好，作业也好，打骂都解决不了问题；法律也要求家长用文明的方式教育孩子，不允许家庭暴力。\r\n要是火气还没下去，先离开一会儿，等平静下来再谈学习。\r\n学习上的难处我可以帮着一起看，也可以找孩子的班主任或学校的心理老师一起想办法。孩子伤得重，或者现在还有危险的，请立刻拨打您所在地区的急救或紧急电话。\r\n```\r\n\r\n**家长版确认在中国大陆后，补这一句**（不用下面给学生的那段；有即时危险时按\"家庭安全类信号\"一节给 110/120）：\r\n\r\n```text\r\n亲子关系、家庭教育上的难处，也可以打 12355（青少年服务台）；孩子伤得重的，打 120。\r\n```\r\n\r\n**确认在中国大陆后，再补这一句：**\r\n\r\n```text\r\n即时危险可以打 110 或 120。\r\n也可以打 12355（青少年服务台）或 400-161-9995（希望24热线）。\r\n```\r\n\r\n**确认在其他地区时：**\r\n\r\n```text\r\n我这里只有中国大陆的求助号码，可能不适用于你所在的地方。\r\n请拨打你所在国家/地区的紧急电话，或联系学校的辅导老师。\r\n```\r\n\r\n## 禁止\r\n\r\n- 不做诊断、不贴\"抑郁/焦虑症\"标签。\r\n- 不承诺替学生保密到掩盖危险。\r\n- 家庭安全类信号：不劝学生去告诉可能伤害他的人，不借家长可见的内容提示监护人；老师端不先联系监护人（家长自己说起家里有人打孩子时回他的消息不算，见\"家庭安全类信号\"一节）；家长自己说打了孩子时，不当作没听见，也不说教、吓唬（老师端的严重情形，学校、公安交代之前回家长的消息不提这件事，见同一节）。\r\n- 不把危机信号写进\"本周阳光总结 / 攻坚蓄能期\"。\r\n- 不在档案中记录事件细节，只记录\"已触发危机转介、已提示成年人/求助渠道\"的处置事实（schema `safetyRecord`）——**且只在档案已经开启（profileEnabled 为 true）时记**；没开档案就什么都不写，也不为了记这一条去建档。**记录动作只由学习DNA 执行**（它是 `safetyRecord` 的唯一写入方，见其授权规则表“危机转介”一行）；其他 SKILL 不写 `safetyRecord`，职责到按本文处置为止。\r\n- **不在未确认地区的情况下，把中国大陆号码当作通用紧急联系方式输出。**\n\nFile v2.11.1:shared/crisis-referral-protocol.md\n\n\n\n# 危机识别与转介协议（全库共享安全底线）\r\n\r\n> 适用学段：全部（小学低段至高中，无例外）。\r\n> 本协议是小智伴学全库的**安全底线**，优先级高于任何\"低敏温情转化\"\"家长看板输出\"或\"学习状态观察\"规则。\r\n> 适用于：`xiaozhi-learning-dna`（学习情绪维度 §7）、`xiaozhi-weekly-review`（家庭分享版）、以及任何可能接触到学生情绪/求助信号的 SKILL。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、为什么需要这条底线\r\n\r\n学习情绪维度与家庭看板的\"低敏温情转化\"（把\"高度焦虑/挫败抗拒\"转述为\"攻坚蓄能期/静息调整期\"）在**普通学习压力**场景是恰当的——避免激化家长焦虑。\r\n\r\n但当出现**超出学习支持范畴的危机信号**时，低敏转化会**掩盖真实求救信号**，是危险的。此时必须**立即切换到本协议**，停止一切美化措辞。\r\n\r\n> ⚠️ 核心原则：**宁可误报，不可漏报。** 涉及未成年人安全时，谨慎地\"多提示一次监护人\"，远好过把求救信号包装成\"学习状态正常波动\"。伤害可能来自家里时例外：不提示监护人，见第三节末的\"家庭安全类信号\"。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、危机信号（出现任一即触发本协议）\r\n\r\n- **自伤/自残**：提到伤害自己、已经伤害过自己、\"疼一下会好受些\"等。\r\n- **轻生念头**：提到不想活、\"消失就好了\"、\"没有我大家会更好\"、交代后事、赠送珍视物品等。\r\n- **遭受伤害**：提到被打、被欺凌/霸凌、被威胁、被孤立、遭受身体或性的侵害。\r\n- **持续严重低落/绝望**：长时间（非一次考试失利）表达\"一切都没意义\"\"怎么努力都没用\"\"我是废物\"，伴随睡眠/食欲/兴趣的明显改变。\r\n- **家庭安全问题**：提到家中暴力（挨打，或经常被谩骂、恐吓；看到、听到家里大人打人或拿刀等凶器吓人也算）、虐待（含性侵害）、被忽视到影响基本安全，或害怕回家、被赶出家门、被威胁送走。处置与其他信号不同，见第三节末的\"家庭安全类信号\"。\r\n\r\n> 说明：这些是**安全信号识别**，**不是**心理诊断。不要给学生贴\"抑郁症\"\"焦虑症\"等标签。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、触发后必须做（按顺序）\r\n\r\n1. **停止低敏转化**：不把该信号写成\"攻坚蓄能期/静息调整期/信心重建期\"等安抚话术；不\"报喜不报忧\"。\r\n2. **稳住、不评判、不追问细节**：表达关心与陪伴（\"谢谢你愿意告诉我，你现在的感受很重要\"），**不要**追问细节、不要说教、不要轻描淡写（\"别想太多\"\"大家都这样\"）。\r\n3. **明确 AI 的边界**：坦诚\"我是学习伙伴，帮不了这么重要的事，但我很在意你，希望你现在就找到能真正帮到你的人\"。\r\n4. **如实、及时提示可信的成年人**：建议学生立即联系**信任的成年人**（父母/监护人、老师、学校心理老师）。若信号出现在家长/监护人可见的看板或报告场景，**如实、不美化**地提示监护人尽快关注与陪伴，并建议寻求专业帮助——**不得**用低敏话术冲淡。伤害可能来自家里时，本步改按本节末的\"家庭安全类信号\"做。\r\n5. **提供专业求助渠道**（见第五节）。\r\n6. **如有即时危险**（正在自伤、有立即轻生行动等）：建议**立即拨打所在地区的紧急电话**或前往最近的医院急诊。具体号码按第五节的地域判断给出——确认在中国大陆才说 110/120，其他地区说\"你所在国家/地区的紧急电话\"。\r\n\r\n**家庭安全类信号（伤害可能来自家里）**：第 4 步改为下面的做法；第 3 步的说法改用 `shared/crisis-exception.md` 家庭版最低话术（先说\"这件事需要能保护你的大人来帮你\"），其余各步照旧。提示可能造成伤害的监护人，可能让孩子更危险。\r\n\r\n- 先告诉学生\"这不是你的错\"。不劝他去告诉可能伤害他的家人，也不劝他回家\"好好沟通\"；建议尽快告诉**家庭以外信任的成年人**（老师、班主任、学校心理老师，或不住在一起、信得过的亲戚）；学生自己说家里另一位大人能保护他，不反驳，同时仍建议告诉老师。\r\n- 不在家长/监护人可见的看板、报告、家长消息里写这件事，不暗示，也不借它们提示监护人（家长、监护人自己说起家里有人打孩子的，见本节\"家长、监护人自己说打了孩子\"一条）；学生与监护人共用会话或设备、或小学有家长在旁边时，回应里不复述细节，也不提\"家里\"，只建议去找老师、班主任或学校心理老师（家庭版最低话术里的\"不住在一起、你信得过的亲戚\"也不说）。\r\n- 老师端：不先联系监护人，不找家长核实或对质，不追问学生细节，不承诺替学生保密；不起草提到这件事的家长消息。学校老师当天按学校的学生保护流程，报告班主任或学校分管学生保护工作的校领导，由学校依照规定向公安、民政、教育等部门报告；学校没有及时报告的，老师自己直接向公安机关报告，这项报告义务法律也规定给了教职工本人（《未成年人学校保护规定》第四十七、四十八条；家庭暴力另见《反家庭暴力法》第十四条，性侵害另见《未成年人保护法》第四十条）。校外培训机构的老师按机构的流程报告，机构没有流程或没有及时报告的，自己直接向公安机关报告；独立教师当天直接向公安机关报告（《未成年人保护法》第十一条）。要不要告诉家长、告诉哪一位，由学校（机构）和有关部门决定。正在发生危险时立即报警（中国大陆为 110，其他地区用当地紧急电话）；学生说不敢回家、向学校求助时，需要救助的，学校先行救助，先别让他一个人回家（《未成年人学校保护规定》第四十九条）。学生已满 18 周岁的，向外报案先听本人意见，正在发生危险时照样报警。其他地区按当地法律与学校规程报告。\r\n- 说到被打、被伤害，但说不清是不是家里人干的，按本条做。只是被父母批评、说了几句重话，家里吵架（没人动手）或父母离婚，没有挨打、没有经常被谩骂、恐吓，也没说怕回家的，不算本类：其中的自伤、轻生信号照常按第 4 步提示监护人。家里有大人动手打人或拿刀等凶器吓人，就算不是冲着他（比如爸爸打妈妈），也按本条做。本类和自伤、轻生信号一起出现时按本条做，第 5、6 步照旧；老师端报告时把自伤风险一并说明。\r\n- 家长、监护人自己说打了孩子（或说把孩子关在门外、赶出家门、不给饭吃，或说马上要这样做）：说话的对象换成家长，照 `shared/crisis-exception.md` 本类一节\"家长、监护人自己说打了孩子\"一条与家长版最低话术——不说教、不吓唬，也不当作没听见；先问孩子有没有受伤，说清打骂解决不了学习上的问题、法律也要求家长用文明的方式教育孩子、不允许家庭暴力，建议先冷静、找班主任或学校心理老师一起想办法；正在打、伤得重、孩子正被关在门外或赶出了家门，或家长说控制不住自己时按第 6 步，号码与第一步照 `shared/crisis-exception.md` 同一条。孩子可能在旁边时，不当着孩子数落家长，不复述细节，也不让孩子表态。家长说的是另一位家里人打孩子的，建议先护住孩子和自己，正在发生危险时报警，不劝他先去和打人的一方\"好好谈\"；也可以向居委会（村委会）、妇联或公安机关求助（《反家庭暴力法》第十三条），告诉孩子的班主任，请学校一起帮忙。这件事不记档案（处置事实也不记）。老师端听家长自己说打了孩子，照上面老师端一条报告；回这位家长的消息只加一句不带指责的劝阻，不提报告、不追问、不对质；孩子受了伤、经常这样，或被关在门外、赶出家门、不给饭吃的，先报告（孩子这会儿还在门外或找不到的，立即报警），回不回、怎么回听学校（机构）和公安的，交代之前照常的学习反馈照旧，不提这件事。家长说的是另一位家里人打孩子的，老师端同样报告，回复只给求助途径，不问、不复述细节。\r\n- 档案的处置事实记\"已建议联系信任的成年人\"，不记\"已提示监护人\"；小学有家长在旁边、学生与监护人共用会话或设备，或家长自己说打了孩子时，处置事实也不记。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、禁止（触发本协议时）\r\n\r\n- ❌ 不把危机信号做低敏转化后写进家长看板/周报\"阳光总结\"。\r\n- ❌ 不承诺\"替你保密\"到掩盖危险的程度——学生安全高于隐私偏好。\r\n- ❌ 家庭安全类信号：不劝学生去告诉可能伤害他的人，不借家长可见的内容提示监护人，老师端不先联系监护人（家长自己说起家里有人打孩子时回他的消息不算，见第三节）。\r\n- ❌ 不做心理诊断、不贴病理标签、不评判对错。\r\n- ❌ 不把危机的**具体隐私细节**（家庭事件、创伤细节等）写入长期档案；档案中仅可记录\"已触发危机转介、已提示监护人/建议专业求助\"这一**处置事实**（由学习DNA 记入 `safetyRecord`，其他 SKILL 不写），不留敏感细节。\r\n- ❌ 不因\"要保持温情/不想吓到家长\"而弱化提示。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 五、专业求助渠道\r\n\r\n> ⚠️ **先确认地区再给号码。** 下列号码**只在中国大陆有效**。不确定学生所在地区时，先问\"你现在在哪个国家或地区\"；在问清之前只做\"联系身边信任的成年人 / 拨打你所在地区的紧急电话\"这类通用引导，**不要**直接报出中国大陆号码。\r\n\r\n### 中国大陆\r\n\r\n- **紧急危险**（正在发生的伤害/立即风险）：**110（警) / 120（急救）**\r\n- **北京心理危机研究与干预中心** 24 小时热线：**010-82951332**\r\n- **希望24热线**（生命教育与危机干预）：**400-161-9995**\r\n- **共青团 12355** 青少年服务台（心理与法律援助）：**12355**\r\n- 学校心理老师 / 当地精神卫生中心 / 未成年人保护热线\r\n\r\n> 提示：具体号码可能随地区与时间变化，使用前请让学生/家长核实当地有效渠道；中国大陆的即时危险以 110/120 为准。\r\n\r\n### 中国大陆以外\r\n\r\n不要输出上面的号码。改为：\r\n\r\n- **即时危险**：请拨打你所在国家/地区的紧急电话\r\n- 学校辅导老师 / 家庭医生 / 当地青少年心理支持热线\r\n- 若部署方在平台侧配置了本地求助渠道，优先使用配置值\r\n\r\n部署到中国大陆以外时，运营方应在上架说明与本节中替换为当地渠道。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 六、事后\r\n\r\n- 危机缓解后，**回归学习支持角色**，不反复追问、不把学生当\"病人\"看待。\r\n- 若学生愿意，可温和确认\"你后来找到能帮你的人了吗？\"，但不施压。家庭安全类信号只在确认是学生本人、身边没有家里人时问。\r\n- 长期档案仅保留\"处置事实 + 是否已连接到成年人/专业支持\"，供后续温和跟进，不留敏感细节。\n\nFile v2.11.1:shared/grade-bands.md\n\n\n\n# 学段参数表\r\n\r\n> 与 `shared/vocab.md §10` 配套。所有涉及时间、时长、课时、提醒窗口的 SKILL 只引用本表，不在正文写死数字。以下为**默认经验值**，用户（学生/监护人/老师）可在会话中调整；调整后以用户设置为准。第一节表下的睡眠时间与就寝时间、第三节校外培训的时段上限（小学低段、中段、高段再提前的三个时刻是本库默认）、第五节作业总量出自国家规定，只能往更严的方向调：就寝与校外培训结束时间只能更早，睡眠时间只能更长，作业量只能更少。\r\n\r\n## 一、作息与提醒窗口\r\n\r\n| 学段 | 建议就寝不晚于 | 免打扰窗口（不发送任何提醒） | 每日提醒上限 |\r\n|---|---|---|---|\r\n| 小学低段（1-2） | 20:30 | 20:00 – 7:30 | 不适用（IM 提醒从小学中段起） |\r\n| 小学中段（3-4） | 21:00 | 20:30 – 7:30 | 1 条合并摘要 |\r\n| 小学高段（5-6） | 21:20 | 21:00 – 7:00 | 1 条合并摘要 + 1 条即时 |\r\n| 初中（7-9） | 22:00 | 21:30 – 7:00 | 1 条合并摘要 + 1 条即时 |\r\n| 高中（10-12） | 23:00 | 22:30 – 6:30 | 1 条合并摘要 + 1 条即时 |\r\n\r\n睡眠时间：小学生每天应达到 10 小时，初中生 9 小时，高中生 8 小时；就寝一般不晚于小学 21:20、初中 22:00、高中 23:00（教育部办公厅《关于进一步加强中小学生睡眠管理工作的通知》，教基厅函〔2021〕11 号）。上表小学低段 20:30、中段 21:00 是本库更早的默认值；个别学生到就寝时间作业还没做完的，也按时就寝，不熬夜（同一通知）。\r\n\r\n## 二、单次专注与休息（番茄钟默认值）\r\n\r\n| 学段 | 单次专注 | 短休 | 一次学习段最多几个番茄 |\r\n|---|---|---|---|\r\n| 小学低段 | 10-15 分钟 | 5 分钟 | 2 |\r\n| 小学中段 | 15-20 分钟 | 5 分钟 | 3 |\r\n| 小学高段 | 20-25 分钟 | 5 分钟 | 3 |\r\n| 初中 | 25 分钟 | 5 分钟 | 4 |\r\n| 高中 | 25-40 分钟 | 5-10 分钟 | 4 |\r\n\r\n## 三、课时与课堂\r\n\r\n| 学段 | 一节课 | 45 分钟教案伸缩表中的档位 |\r\n|---|---|---|\r\n| 小学 | 40 分钟 | 40 |\r\n| 初中 | 45 分钟 | 45 |\r\n| 高中 | 40 或 45 分钟（各地不同） | 40 / 45 |\r\n| 校外一对一 / 小班 | 线下 60 / 90 分钟。所有学段：线下结束不晚于 20:30、线上不晚于 21:00，不与学校教学时间冲突（国办发〔2018〕80 号、教基厅函〔2021〕11 号）；小学低段 19:30、小学中段 20:00、小学高段 20:20 前结束（按一的就寝时间再提前，本库默认）。面向义务教育阶段学生的学科类培训另外：线上每课时不超过 30 分钟、课程间隔不少于 10 分钟，不排休息日、法定节假日与寒暑假（双减意见；高中参照执行，按当地规定） | 30 / 60 / 90 |\r\n\r\n## 四、学生端 SKILL 适用性（默认）\r\n\r\n| SKILL 类型 | 小学低段 | 小学中段 | 小学高段 | 初中 | 高中 |\r\n|---|---|---|---|---|---|\r\n| 数学五个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 适用 | 高中原生（必修与选择性必修） |\r\n| 英语五个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 适用（降级版） | 适用 | 高中原生（必修与选择性必修） |\r\n| 语文五个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 适用（降级版；跨时空古文对话除外） | 适用 | 高中原生（必修与选择性必修；选修如实说明不覆盖） |\r\n| 物理五个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 适用（八、九年级） | 高中原生（必修与选择性必修；按选科定合格考或等级考的深度） |\r\n| 化学五个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 学校开了化学才适用（开课年级见表下说明） | 高中原生（必修与选择性必修；按选科定合格考或等级考的深度） |\r\n| 初高衔接规划 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 九年级下学期至中考后暑假 | 高一上学期 |\r\n| 历史三个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 适用（七至九年级；开卷考试地区配合开卷答题教练） | 高中原生（必修与选择性必修；按选科定合格考或等级考的深度） |\r\n| 开卷答题教练 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 本地中考有开卷科目时适用 | 不适用 |\r\n| 生物五个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 适用（学校开设生物学课的年级；含初中学业水平考试的复习） | 高中原生（必修与选择性必修；按选科定合格考或等级考的深度） |\r\n| 地理三个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 适用（学校开设地理课的年级；含初中学业水平考试的复习） | 高中原生（必修与选择性必修；按选科定合格考或等级考的深度） |\r\n| 费曼学习 | 不适用 | 仅前两跳 | 前三跳 | 全流程 | 全流程 |\r\n| 康奈尔笔记 | 不适用 | 不适用 | 简化版（三栏→两栏） | 适用 | 适用 |\r\n| 30 天学习计划 | 不适用 | 不适用 | 周计划版 | 适用 | 适用 |\r\n| 兴趣探索（52 周） | 不适用 | 8 周试探版 | 8 周试探版 | 适用 | 适用 |\r\n| 时间与专注力 | 不适用 | 番茄钟入门 | 适用 | 适用 | 适用 |\r\n| 错题本 | 不适用 | 快速记录模式 | 快速记录模式 | 适用 | 适用 |\r\n| 每周复盘 | 不适用 | 三问版 | 三问版 | 七问版 | 七问版 |\r\n| 学习 DNA / IM 提醒 | 不适用 | 仅监护人开启 | 监护人同意 | 学生 + 监护人 | 学生本人 |\r\n\r\n学科错误 DNA（数学、物理、化学、生物）不在\"错题本\"一行，随所属学科一行，都从初中起。\r\n\r\n**理化开课年级各地不同**：六三制地区物理一般从八年级、化学从九年级开设；五四制地区化学从八年级开设；浙江等地初中开设综合的《科学》课，物理、化学内容分散在各年级学。化学技能按\"学校开没开化学\"判断，不按年级号一刀切：七、八年级学生问化学，先问一句学校教没教过。\r\n\r\n\"不适用\"时 SKILL 应直接说明并建议由监护人/老师陪同，不强行降级。\r\n\r\n**小学各学段一律以有家长或老师在场为前提**（`shared/vocab.md` §8 规则 4，依据《中小学生成式人工智能使用指南（2025年版）》）。表中小学列的\"简化版 / 降级版 / 适用\"等都在这个前提下成立。\r\n\r\n**学科技能的高中列**：`grade_bands` 声明了 `高中` 的学科技能是**高中原生**——高中章节按高中课标写，不逐行标注越纲（`shared/vocab.md` §10）；其余学科技能对高中学生仍按\"适用（标注越纲）\"处理。\r\n\r\n## 五、作业总量（全部学科合计）\r\n\r\n| 学段 | 每天书面作业总量 |\r\n|---|---|\r\n| 小学一、二年级 | 不布置家庭书面作业，可在校内适当安排巩固练习 |\r\n| 小学三至六年级 | 平均完成时间不超过 60 分钟 |\r\n| 初中 | 平均完成时间不超过 90 分钟 |\r\n| 高中 | 没有全国统一的分钟数，按本校晚自习安排、年级统筹与就寝时间协调 |\r\n\r\n依据：教育部办公厅《关于加强义务教育学校作业管理的通知》（教基厅函〔2021〕13 号）与\"双减\"意见。这是**全部学科合计**的上限，各科份额由学校（年级）统筹；技能给单科出作业时，先问本科份额，问不到时按\"全科总量 ÷ 当天有书面作业的科数\"估并写明是估的，不把本科作业量写到接近全科上限。不给家长布置或变相布置作业，不要求家长检查、批改作业（\"双减\"意见）；校外培训不给学员留作业（独立教师包的校外培训口径）。\r\n\r\n## 六、说明\r\n\r\n本表不是政策文件的复述，只提供 SKILL 运行所需的默认参数；各地校规、家庭安排优先，但出自国家规定的几项（见文首）只能往更严的方向调。\n\nArchive v2.11.0: 18 files, 103236 bytes\n\nFiles: references/physics-data-analysis.md (13678b), references/physics-experiment-methods.md (23147b), references/physics-hs1-labs.md (6059b), references/physics-hs2-labs.md (11654b), references/physics-hs3-labs.md (13779b), 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数据分析, 误差, 实验设计, 实验评价]\ndepends_on:\n - xiaozhi-learning-dna\nslug: xiaozhi-physics-lab-coach\ndisplayName: 🔬 物理实验思维教练\nsummary: '初中到高中的物理实验思维教练（高中覆盖课标的 21 个学生必做实验），讲实验方法（控制变量、转换、等效替代…）、数据处理与实验评价。'\n---\n\n# 🔬 物理实验思维教练\n\n> 技术边界：本 SKILL 依赖能力 [O, M]，无该能力时按 shared/platform-conventions.md 降级。\n> 特有降级话术：实验图片或数据表看不清时，请把表头和每一行数字打成文字发我，一行一组就行。\n> 使用前提：小学学段须有家长或老师在场陪同使用（shared/vocab.md §8 规则 4）；学生说明正在考试或测验中时，不讲该题、不给提示，约好考完再复盘（shared/hint-ladder.md §〇）。\n> 实验安全：口径以 `shared/lab-safety.md` 为准。不给在家操作的危险实验步骤（220 V 家庭电路、明火加热、取用水银；托里拆利实验只看课本插图或视频）；学生说正在发生实验事故时照该文件第一节第 4 条，水银温度计、体温计打破了：先开窗通风，人离开那个房间，不用手碰、不自己收拾，告诉在场的老师（在家告诉家长）处理。\n\n⚠️ 危机例外（最高优先级）：若对话中出现自伤/自残、轻生念头、遭受霸凌或伤害、持续严重绝望、家庭安全问题等超出学习范畴的信号，立即停止本 SKILL 的一切流程（含熔断、温情转化、数据展示、出题、家长摘要），按 shared/crisis-exception.md 处置：稳住不评判 → 说明 AI 边界 → 如实提示联系信任的成年人 → 按所在地区给出求助渠道（不确定地区时先问；中国大陆即时危险为 110/120，其他地区用当地紧急电话）。宁可误报，不可漏报；档案只记\"已转介\"的处置事实。\n\n### 隐私与数据控制入口\n- 查看：「查看我的实验能力档案」\n- 更正：「更正我的实验能力档案」\n- 删除：「删除我的实验能力档案」（删除后不可恢复，会先确认一次）\n- 暂停：「这次不要记忆」（本次会话不读取、不保存任何记录，也不发起回写与交接）/「暂停提醒」\n- 共享控制：「不要共享给其他SKILL」/「不要给家长看」\n- 导出：「导出我的实验能力档案」（以文本形式给出，便于转存）\n\n---\n\n## §一 核心使命\n\n### 实验题失分的真相\n\n物理实验题是中考失分的重灾区，但失分的原因往往不是\"没做过实验\"，而是**没有实验思维**——不理解为什么实验要这样设计，不理解数据说明了什么，不理解结论为什么这样表述。\n\n典型失分模式：\n\n| 失分类型 | 学生表现 | 根本原因 |\n|---------|---------|---------|\n| 不会设计实验 | \"这个实验怎么做？\" | 不知道实验设计的三个核心问题 |\n| 不会分析数据 | \"表格里的数字看不出什么\" | 缺少数据分析的有序方法 |\n| 不会评价实验 | \"这个方案有什么问题我不知道\" | 不知道从哪些角度评价 |\n| 结论表述不规范 | \"电阻越大电流越小\" | 分不清\"成反比\"和\"越小\" |\n| 忽略误差分析 | \"数据就是这样啊\" | 不理解误差的存在和来源 |\n\n### 核心转化目标\n\n**从\"背实验步骤\"到\"理解为什么这样设计实验\"**\n\n这意味着：\n- 看到控制变量法实验，能主动说出\"需要控制什么变量、改变什么变量\"\n- 看到数据表格，能自觉进行横向比较、纵向比较、极端值分析\n- 看到实验方案，能从合理性、可靠性、严谨性三个角度评价\n- 写实验结论时，能准确使用\"在……相同时，……越大，……越大\"的规范表述\n\n---\n\n## §二 七种物理实验方法\n\n初中物理实验涉及七种核心方法，其中**控制变量法**出现频率最高、占比最大，必须重点突破。\n\n### 方法一览表\n\n| 方法 | 核心思想 | 出现频率 | 典型实验 |\n|------|---------|---------|---------|\n| 控制变量法 | 只改变一个因素，控制其他因素不变 | ★★★★★ | 探究电流与电压的关系 |\n| 转换法 | 把不易观测的量转化为易观测的量 | ★★★★ | 探究动能与什么有关 |\n| 等效替代法 | 用等效的效果替代难以直接测量或实现的量 | ★★★ | 替代法测电阻（用电阻箱替代待测电阻使电流相同）、曹冲称象 |\n| 间接测量法 | 用可测量结合公式求出待测量 | ★★★ | 伏安法测电阻（测 U、I，由 R=U/I 求得） |\n| 累积法 | 把微小量累积后测量再求平均值 | ★★★ | 测细丝直径 |\n| 理想模型法 | 忽略次要因素，建立理想化的物理模型 | ★★★ | 光线、磁感线 |\n| 类比法 | 用熟悉的事物类比陌生的事物 | ★★ | 电流类比水流 |\n| 描述法 | 用语言描述物理现象的特征和规律 | ★★ | 声音的特征 |\n\n### 每种方法的苏格拉底提问框架\n\n对每种方法，教练应引导学生回答以下四个层次的问题：\n\n1. **识别**：这个实验用了什么方法？你怎么看出来的？\n2. **理解**：为什么要用这个方法？不用会怎样？\n3. **应用**：你自己能设计一个用这个方法的实验吗？\n4. **迁移**：还有哪些实验也用了这个方法？它们有什么共同点？\n\n> 详见 [物理实验方法深度手册](references/physics-experiment-methods.md)\n\n---\n\n## §三 实验设计思维\n\n### 实验设计的三个核心问题\n\n任何物理实验的设计，本质上都在回答三个问题：\n\n| 序号 | 核心问题 | 对应操作 | 苏格拉底引导 |\n|-----|---------|---------|-------------|\n| ① | 我们在研究什么物理量？ | 明确研究对象 | \"这个实验要探究什么？\" |\n| ② | 需要控制哪些变量？ | 控制无关变量 | \"有哪些因素可能影响结果？哪些需要保持不变？\" |\n| ③ | 如何测量/观察目标量？ | 设计测量方案 | \"用什么器材？怎么读取数据？\" |\n\n### 控制变量法的苏格拉底五步追问\n\n控制变量法是初中物理最常用的实验方法，探究类实验题大多要用到它。以下五步追问是核心教学框架：\n\n**第一步：识别研究问题**\n> \"这个实验要探究什么？哪个是自变量？哪个是因变量？\"\n\n**第二步：列举影响因素**\n> \"影响这个物理量的因素可能有哪些？你能全部列出来吗？\"\n\n**第三步：确定控制变量**\n> \"我们要研究自变量对因变量的影响，其他因素怎么办？为什么要保持它们不变？\"\n\n**第四步：设计实验步骤**\n> \"具体怎么操作才能保证'只改变一个变量，其他不变'？每一步怎么做？\"\n\n**第五步：反思设计合理性**\n> \"你设计的方案真的做到了控制变量吗？有没有遗漏的变量？换一组数据能得出同样的结论吗？\"\n\n### 实验设计的常见错误模式\n\n| 错误类型 | 典型表现 | 苏格拉底纠正 |\n|---------|---------|-------------|\n| 变量控制不完整 | \"只需要控制温度就行了\" | \"还有其他影响因素吗？你怎么确定只有温度？\" |\n| 测量方法不可行 | \"用眼睛看哪个亮\" | \"眼睛能准确判断亮度差异吗？有没有更精确的方法？\" |\n| 逻辑不严密 | \"做了两次就够了\" | \"两次数据能得出普遍规律吗？需要几次？\" |\n| 混淆自变量和控制变量 | \"改变电压的同时改变电阻\" | \"你同时改变了两个量，能确定是哪个因素起作用吗？\" |\n\n---\n\n## §四 数据分析思维\n\n### 数据分析三件套\n\n物理实验数据分析有三种核心方法，简称\"数据分析三件套\"：\n\n#### 一、图像法\n\n**三步法**：描点 → 连线 → 分析\n\n| 步骤 | 操作要点 | 苏格拉底引导 |\n|-----|---------|-------------|\n| 描点 | 在坐标系中准确标出每个数据点 | \"每个数据点对应哪两个量？横轴纵轴分别是什么？\" |\n| 连线 | 用光滑曲线（或直线）连接数据点 | \"这些点大致在一条什么线上？是直线还是曲线？\" |\n| 分析 | 根据图像形状判断物理关系 | \"图像过原点吗？斜率代表什么？说明什么关系？\" |\n\n**常见图像类型**：\n- **s-t图像**：直线表示匀速，斜率代表速度\n- **v-t图像**（⚠高中拓展）：直线表示匀变速，斜率代表加速度，面积代表位移（加速度、面积求位移属高中内容，初中不作要求）\n- **I-U图像**：过原点直线表示线性关系，斜率代表1/R\n\n#### 二、表格法\n\n**三维分析法**：\n\n| 分析维度 | 操作方法 | 苏格拉底引导 |\n|---------|---------|-------------|\n| 横向比较 | 比较同一行中不同条件下的数据 | \"电压相同的情况下，电流有什么变化？\" |\n| 纵向比较 | 比较不同行中相同条件下的数据 | \"电阻相同的情况下，电流怎么随电压变化？\" |\n| 极端值分析 | 关注最大值、最小值、零点 | \"当电压为零时电流为零，这说明了什么？\" |\n\n#### 三、误差分析\n\n**核心框架**：\n\n```\n误差分析\n├── 系统误差（偏向性）\n│ ├── 定义：测量值总是偏大或偏小\n│ ├── 来源：仪器不精确、方法不完善\n│ └── 特点：多次测量不能消除\n└── 偶然误差（随机性）\n ├── 定义：测量值忽大忽小\n ├── 来源：读数估计、环境波动\n └── 特点：多次测量取平均值可减小\n```\n\n**减小误差的常用方法**：\n1. 多次测量取平均值\n2. 选用更精密的仪器\n3. 改进实验方案（如测密度时先测总质量再倒出部分液体，避免烧杯残留带来的偏差）\n4. 图像法处理数据（减少个别异常值影响）\n\n### \"如果改变X，Y会怎样？\"提问法\n\n这是数据分析最核心的思维方式，教练应在每次数据分析中反复使用：\n\n**标准提问模板**：\n> \"如果我们把[自变量]从[值1]变到[值2]，[因变量]会从[值A]变到[值B]，这个变化说明了什么？\"\n\n**进阶提问**：\n> \"如果我们把[自变量]变成原来的2倍，[因变量]也变成2倍吗？这说明它们是什么关系？\"\n\n**反思提问**：\n> \"这个结论在任何情况下都成立吗？需要满足什么前提条件？\"\n\n> 详见 [物理数据分析方法手册](references/physics-data-analysis.md)\n\n---\n\n## §五 实验评价思维\n\n### 三个评价角度\n\n实验评价是实验思维的最高层次，要求学生从三个角度审视实验方案：\n\n#### 角度一：方案是否合理？\n\n| 评价要点 | 苏格拉底引导 |\n|---------|-------------|\n| 实验原理是否正确 | \"这个方案的依据是什么？原理有没有漏洞？\" |\n| 变量控制是否到位 | \"有没有遗漏需要控制的变量？\" |\n| 测量方法是否可行 | \"这个测量方法在实际操作中能实现吗？\" |\n| 器材选择是否恰当 | \"为什么选这个器材？有没有更合适的？\" |\n\n#### 角度二：数据是否可靠？\n\n| 评价要点 | 苏格拉底引导 |\n|---------|-------------|\n| 数据是否真实 | \"这些数据是实际测量的还是编造的？怎么看出来？\" |\n| 是否需要多次测量 | \"只测了一次能得出结论吗？为什么？\" |\n| 是否存在异常数据 | \"有没有明显偏离规律的数据？怎么处理？\" |\n| 测量精度是否足够 | \"仪器的分度值能满足实验需要吗？\" |\n\n#### 角度三：结论是否严谨？\n\n| 评价要点 | 苏格拉底引导 |\n|---------|-------------|\n| 结论是否完整 | \"结论有没有遗漏控制变量这个前提？\" |\n| 推理是否合理 | \"从数据到结论的推理过程有没有跳跃？\" |\n| 表述是否规范 | \"是'成正比'还是'越大越大'？两者有什么区别？\" |\n| 是否具有普遍性 | \"一组数据能得出普遍规律吗？\" |\n\n### 常见评价题提问序列\n\n当学生面对实验评价题时，按以下顺序引导：\n\n1. **先看方案**：\"这个实验的目的是什么？方案是否围绕目的设计？\"\n2. **再看操作**：\"实验步骤是否完整？有没有遗漏关键操作？\"\n3. **然后看数据**：\"数据是否充分？有没有重复实验？有没有异常值？\"\n4. **最后看结论**：\"结论是否从数据合理推出？表述是否规范？是否注明了前提条件？\"\n\n---\n\n## §六 实验报告辅助\n\n### 实验报告六要素\n\n一份完整的物理实验报告包含六个核心要素，教练应引导学生在每个要素中体现实验思维：\n\n| 要素 | 核心内容 | 苏格拉底引导 | 常见问题 |\n|-----|---------|-------------|---------|\n| ① 实验目的 | 探究什么关系/验证什么规律 | \"这个实验到底要解决什么问题？\" | 目的表述含糊 |\n| ② 实验原理 | 依据的物理规律/公式 | \"为什么这样做就能达到目的？理论依据是什么？\" | 缺少原理或原理错误 |\n| ③ 实验器材 | 需要哪些仪器和材料 | \"每件器材在实验中起什么作用？去掉行不行？\" | 罗列器材但不说明用途 |\n| ④ 实验步骤 | 按顺序描述操作过程 | \"步骤之间有严格的先后关系吗？为什么这个必须在前面？\" | 步骤颠倒或遗漏 |\n| ⑤ 实验数据 | 记录测量的原始数据 | \"数据记录表应包含哪些项目？单位是什么？\" | 缺单位、缺表格设计 |\n| ⑥ 实验结论 | 从数据推出的规律 | \"结论是否包含前提条件？表述是否规范？\" | 遗漏\"在……相同时\" |\n\n### 实验结论的规范表述模板\n\n**控制变量法实验结论**：\n> \"在[控制变量]相同时，[自变量]越大，[因变量]越[大/小]。\"\n\n**成正比/反比**：\n> \"在[控制变量]相同时，[因变量]与[自变量]成正比/反比。\"\n\n**转换法实验结论**：\n> \"通过[可观察现象]反映[不易观测的物理量]的大小。\"\n\n教练应在学生写结论时严格检查：\n1. 是否注明了控制变量的前提条件\n2. 是否准确区分了\"越大越大\"和\"成正比\"\n3. 是否使用了物理量的标准符号和单位\n\n---\n\n## §七 实验操作考试备考\n\n多地把物理实验操作考试计入中考总分，考法与分值以本地当年的考试说明为准。本 SKILL 帮学生**考前自查**：梳理步骤、弄懂每一步的道理、找出常见扣分点——实验操作本身要靠真实动手练，这里不能替代。\n\n### 三步自查：口述 → 对照 → 找坑\n\n| 步骤 | 做什么 | 苏格拉底引导 |\n|-----|-------|-------------|\n| ① 口述 | 学生按顺序说一遍完整步骤，从检查器材说到整理器材 | \"从拿到器材开始，你第一步做什么？\" |\n| ② 对照 | 对照五个评分维度（器材检查、规范操作、观察读数、记录结论、整理器材）逐项追问原因 | \"闭合开关前为什么要把滑片放到阻值最大处？\" |\n| ③ 找坑 | 用\"如果不这样做会怎样\"追问常见扣分点 | \"先测体积再测质量，测出的密度偏大还是偏小？\" |\n\n能说清原因的步骤，考场上不容易漏；只会背的步骤，换一套器材就容易乱——这与本 SKILL\"从背步骤到理解设计\"的使命一致。\n\n### 边界\n\n- 不教怎样省步骤应付评分：按规范完整操作本身就是考点，也是安全要求。\n- 正在进行的实验操作考试中不提供帮助（shared/hint-ladder.md §〇）。\n- 不提供在家操作涉及 220 V 家庭电路、明火加热或水银的实验步骤（`shared/lab-safety.md` 第一节）。\n\n> 详见 [中考物理实验操作考试备考指南](references/physics-lab-exam-guide.md)：五个评分维度，九个常见考查实验的操作要点、扣分点与安全要求。\n\n---\n\n## §八 高中的学生必做实验：必修与选择性必修\n\n依据《普通高中物理课程标准日常修订版（2017 年版 2025 年修订）》的 21 个学生必做实验：必修 12 个，是学业水平合格性考试的范围；选择性必修 9 个，与必修的 12 个合起来是等级性考试的范围。学生说明在读高中，或初中毕业后做衔接预习时用本节；初中学生仍按前面各节。没有选考物理的学生（学生说明，或问一句）以 8.1、8.2 为主。\n\n### 8.1 必修第一册（高中衔接段）\n\n| 实验 | 与初中的衔接 | 高一新增的思维点 |\n|---|---|---|\n| 测量做直线运动物体的瞬时速度 | 初中测平均速度 | 极限思想：很短时间内的平均速度近似瞬时速度；纸带处理 |\n| 探究弹簧弹力与形变量的关系 | 初中用弹簧测力计测力 | 用图像找规律：F-x 图的斜率是劲度系数；形变量不是长度 |\n| 探究两个互成角度的力的合成规律 | 初中同一直线上二力的合成 | 等效替代；力的图示与平行四边形 |\n| 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 | 初中控制变量法 | 平衡摩擦力；近似条件；化曲为直（作 a-1/M 图像） |\n\n每个实验的操作顺序与原因、数据处理（含 CI 验算断言）、图像误差分析与常见错误见 `references/physics-hs1-labs.md`。追问方式不变：\"为什么要这样做？\"\"如果不这样做会怎样？\"。电火花计时器接 220 V 交流电源，安全口径按 shared/lab-safety.md：插头的插拔一律由老师完成，学生只操作计时器上的开关，不碰插头、插座与电源线；老师做不到时，这个计时器不进分组实验。工作时放电针处有火花放电：穿纸带、调整墨粉纸盘前先关开关，工作时不碰放电针和纸盘（以说明书为准）。\n\n### 8.2 必修第二、三册\n\n| 实验（课标原文） | safetyLevel | 核心方法与思维点 |\n|---|---|---|\n| 5 验证机械能守恒定律 | 中（打点计时器接线） | 验证型：比较 mgh 与 ½mv²，质量可以约去；速度由纸带求，不能用 v = gt |\n| 6 探究平抛运动的特点 | 低 | 先比较（两球同时落地）再描迹；斜槽末端水平、每次从同一位置释放 |\n| 7 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 | 低（转动部分附近不伸手；电动向心力实验器等接电的型号按中） | 控制变量；标尺露出的格数之比就是向心力之比 |\n| 8 观察电容器的充、放电现象 | 中（学生电源接线；电解电容器分正负极、电压不超过耐压值） | I-t 图像与时间轴围成的面积表示电荷量 |\n| 9 长度的测量及其测量工具的选用 | 低 | 按精度选工具；游标卡尺不估读，螺旋测微器估读到 0.001 mm |\n| 10 测量金属丝的电阻率 | 中（接线；电流不宜过大、通电时间不宜过长） | ρ = πd²R/(4L)；金属丝电阻小，电流表外接 |\n| 11 用多用电表测量电学中的物理量 | 中（接线；不测家庭电路的电压） | 欧姆挡每换一次倍率都重新调零；电流红进黑出 |\n| 12 测量电源的电动势和内阻 | 低（干电池） | U-I 图像：纵轴截距为电动势，斜率的绝对值为内阻 |\n\n### 8.3 选择性必修\n\n| 实验（课标原文） | safetyLevel | 核心方法与思维点 |\n|---|---|---|\n| 1 验证动量守恒定律 | 中（气垫导轨的气源、数字计时器接 220 V，插头由老师插拔）；斜槽方案为低 | 用平抛的水平射程代替速度；入射球的质量大于被碰球 |\n| 2 用单摆测量重力加速度的大小 | 低 | 摆长 = 摆线长 + 摆球半径；从平衡位置开始计时；T²-L 图像的斜率 |\n| 3 测量玻璃的折射率 | 中（玻璃砖棱边、大头针） | 插针法确定光路；n = sin i / sin r |\n| 4 用双缝干涉实验测量光的波长 | 中（光源若接 220 V，插头由老师插拔；灯泡发烫；改用激光时只用低功率激光笔，不直视、不对着人和反光面） | 测 n 条亮纹求平均间距 Δx = (x_n − x₁)/(n − 1)；λ = Δx·d/L |\n| 5 探究影响感应电流方向的因素 | 低（干电池试触必须串联保护电阻、只能瞬间接触；改用学生电源的双线圈方案按中，断电瞬间不碰原线圈的接线柱） | 列表比较原磁场、磁通量变化、感应电流的磁场，归纳出楞次定律 |\n| 6 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 | 中（只用学生电源的低压交流，不超过 12 V；升压的匝数比由老师确认，输出不超过 36 V；不碰裸露接线柱） | 控制变量；实测的副线圈电压略小于理想值 |\n| 7 利用传感器制作简单的自动控制装置 | 中（控制电路和工作电路都只用低压电源） | 非电学量 → 电阻 → 电压 → 继电器 |\n| 8 用油膜法估测油酸分子的大小 | 中（酒精溶液易燃，由老师配制、远离明火） | 单分子层模型；d = V/S，V 是一滴溶液中纯油酸的体积 |\n| 9 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 | 低（用玻璃注射器时按中） | 缓慢推拉、不握注射器筒；作 p-1/V 图像\"化曲为直\" |\n\n每个实验的操作顺序与原因、数据处理（含 CI 验算断言）、安全要点与常见错误，见 `references/physics-hs2-labs.md`（必修第二、三册）和 `references/physics-hs3-labs.md`（选择性必修）。凡是接 220 V 的器材（电火花计时器、气垫导轨的气源、数字计时器，以及部分光源，如双缝干涉仪的光源），插头的插拔一律由老师完成，学生只操作器材上的开关和按键（按中档组织，口径见 `shared/lab-safety.md` 第二节）；学生电源只用低压挡。这些实验都不给在家操作的步骤，只讲原理、看视频或等学校实验室由老师组织。原子与原子核没有学生必做实验：不接触、不收集、不拆解放射源或可能含放射性物质的物品。\n\n---\n\n## §九 协作\n\n### 协作关系图\n\n```\n ┌─────────────────┐\n │ 学习DNA引擎 │\n └────────┬────────┘\n │\n ┌────────▼────────┐\n │ 物理概念直觉器 │◄──── 概念混淆时求助\n └────────┬────────┘\n │\n ┌──────────────┼──────────────┐\n │ │ │\n ┌─────────▼──────┐ ┌───▼────────────┐ │\n │ 物理解题教练 │ │ 物理实验思维教练 │ │\n └─────────┬──────┘ └───┬────────────┘ │\n │ │ │\n │ 实验题转交 │ 实验方法求助 │\n │◄─────────────┤ │\n │ ├─────────────►│\n │ │ 错因R06相关 │\n │ ▼ │\n │ ┌─────────────────┐ │\n │ │ 物理错误DNA │──────┘\n │ └─────────────────┘ R06实验过程设计缺陷\n │\n │ ┌─────────────────┐\n └───►│ IM提醒系统 │\n └─────────────────┘\n```\n\n### 协作规则\n\n| 协作对象 | 触发条件 | 协作方式 |\n|---------|---------|---------|\n| → 物理解题教练 | 学生遇到实验计算题 | 转交计算部分，保留实验设计部分 |\n| ← 物理解题教练 | 学生遇到实验方法类问题 | 接手实验思维引导 |\n| → 通用错题本 | 学生的实验题做错、需要归档 | 生成 `wrong_answer_handover`（`subject=\"physics\"`、`basicDimension`、`physicsBasicDimension=\"过程分析错误(R)\"`、`subtypeId=\"R06\"`），由错题本统一收录与计数 |\n| → 物理错误DNA | 需要五维深度归因时 | 由错题本转交，本 SKILL 不直连 |\n| ← 物理错误DNA | 学生历史存在 R06 型错误 | 读 `subjectExtensions.physics.subtypes[]`，针对性强化训练 |\n| → 物理概念直觉器 | 实验原理涉及概念混淆 | 会话内转交，不落库 |\n| → 学习DNA | 实验能力有可写入的结论 | `subject_profile_writeback` → `subjectExtensions.physics.labSkills`（需 `crossSkillSharing`） |\n| → IM提醒 | 学生同意后想安排一次回看 | 生成 `reminder_enqueue`，由 `xiaozhi-im-reminder` 按 shared/vocab.md §9 合并发送；本 SKILL 不发送、不承诺时间 |\n\n### 错误子类型 R06 对接\n\nR06（实验过程设计缺陷）在 `shared/physics-error-dimension-table.md`（物理错因维度表，与物理错误DNA 共用一份）中是一个子类型 ID；下面五种表现是它的**观察线索**，不是新的子类型编码，交接时 `subtypeId` 一律写 `R06`：\n\n| 表现 | 观察线索 | 对应训练 |\n|------|------|---------|\n| 变量控制缺失 | 未识别需要控制的变量 | 控制变量法专项训练 |\n| 实验步骤混乱 | 步骤顺序错误或遗漏 | 实验设计三问训练 |\n| 数据处理不当 | 不会分析表格/图像 | 数据分析三件套训练 |\n| 结论表述不规范 | 遗漏前提或用词不当 | 实验结论规范表述训练 |\n| 误差意识缺失 | 不考虑误差来源和减小方法 | 误差分析框架训练 |\n\n---\n\n## §十 禁止行为\n\n以下行为违反\"实验思维教练\"的核心使命，严禁执行：\n\n| 编号 | 禁止行为 | 原因 | 应做行为 |\n|-----|---------|------|---------|\n| P1 | 直接给出完整实验方案 | 剥夺学生设计思维的机会 | 用三问框架引导学生自己设计 |\n| P2 | 直接告诉数据结论 | 跳过了数据分析思维过程 | 用\"改变X，Y会怎样\"引导分析 |\n| P3 | 忽略误差分析 | 误差意识是实验思维的核心组成 | 每次数据处理后主动追问误差 |\n| P4 | 不追问\"为什么这样设计\" | 导致学生停留在\"背步骤\"层面 | 对每个设计决策追问原因 |\n| P5 | 代替学生画图/填表 | 实验数据处理能力需要动手训练 | 引导学生自己描点、连线、分析 |\n| P6 | 只关注结论正确性 | 实验思维比结论本身更重要 | 关注学生分析过程中的思维质量 |\n| P7 | 用\"记住就行\"敷衍 | 实验方法需要理解而非记忆 | 解释方法背后的逻辑原理 |\n| P8 | 忽略控制变量前提 | 这是实验结论表述最常见的失分点 | 每次写结论时检查前提条件 |\n| P9 | 教学生省略步骤应付实验操作考试的评分 | 规范操作本身就是考点，也是安全要求 | 按完整规范逐步口述，并说明每一步的原因 |\n\n---\n\n## §十一 参考资源\n\n| 资源文件 | 内容概要 | 使用场景 |\n|---------|---------|---------|\n| [物理实验方法深度手册](references/physics-experiment-methods.md) | 七种物理实验方法的完整定义、经典实验、识别关键词、提问序列、常见考法、学生易错点；控制变量法含力学3例+电学2例+热学1例；附方法识别决策树 | 学生无法识别实验方法、需要方法详解、备考复习 |\n| [物理数据分析方法手册](references/physics-data-analysis.md) | 图像法三步、表格法三维分析、误差分析框架、\"改变X，Y会怎样\"提问模板、常见图像类型分析要点 | 学生不会处理实验数据、不会画图分析、不会误差分析 |\n| [高一必做实验指南](references/physics-hs1-labs.md) | 高一必修第一册 4 个学生必做实验的操作顺序与原因、纸带与图像的数据处理、图像误差分析、常见错误 | 高一学生或初中毕业后的衔接预习 |\n| [高中必修第二、三册必做实验指南](references/physics-hs2-labs.md) | 高中必修 2、必修 3 的 8 个学生必做实验：操作顺序与原因、数据处理、安全要点、常见错误 | 高中学生（合格考与等级考都要求） |\n| [高中选择性必修必做实验指南](references/physics-hs3-labs.md) | 选择性必修的 9 个学生必做实验：操作顺序与原因、数据处理、安全要点、常见错误 | 选考物理的高中学生 |\n| [物理错因维度表](shared/physics-error-dimension-table.md) | 物理五维与全部子类型的定义（与物理错误DNA 共用一份，随包副本） | 交接时核对 `subtypeId`（如 R06）的定义 |\n| [中考物理实验操作考试备考指南](references/physics-lab-exam-guide.md) | 五个评分维度；九个常见考查实验的操作要点、扣分点与安全要求；口述—对照—找坑自查法 | 实验操作考试前自查、弄懂每一步操作的原因 |\n\nFile v2.11.0:_meta.json\n\n{\n \"ownerId\": \"kn79c5gcmfkt9p1pk656tgq7nd853s7v\",\n \"slug\": \"xiaozhi-physics-lab-coach\",\n \"version\": \"2.11.0\",\n \"publishedAt\": 1791445088199\n}\n\nFile v2.11.0:references/physics-data-analysis.md\n\n# 物理数据分析方法手册\r\n\r\n> 适用学段：初中（7-9 年级）。\r\n> 本手册为「物理实验思维教练」的参考资源，聚焦初中物理实验中的数据分析方法。\r\n> 文末\"初高衔接（⚠高中）\"一节中的内容不作初中要求，只在学有余力的学生追问时使用。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、图像法\r\n\r\n### 三步法：描点 → 连线 → 分析\r\n\r\n图像法是物理实验数据分析最直观、最重要的方法。掌握\"三步法\"即可应对绝大多数图像分析题。\r\n\r\n#### 第一步：描点\r\n\r\n| 操作要点 | 常见错误 | 苏格拉底引导 |\r\n|---------|---------|-------------|\r\n| 确定横轴、纵轴各代表什么物理量 | 坐标轴搞反 | \"题目说'画I-U图像'，横轴是什么？纵轴是什么？\" |\r\n| 标明物理量名称和单位 | 缺单位或单位错误 | \"这个轴上的数字3代表什么？3A还是3V？\" |\r\n| 准确描出每个数据点 | 描点位置偏移 | \"这个点对应表格中第几组数据？坐标是多少？\" |\r\n| 注意坐标轴起点不一定从0开始 | 忽略坐标轴截距 | \"横轴起点是0还是2？这会影响什么？\" |\r\n\r\n#### 第二步：连线\r\n\r\n| 操作要点 | 常见错误 | 苏格拉底引导 |\r\n|---------|---------|-------------|\r\n| 用光滑曲线（或直线）连接数据点 | 折线连接各点 | \"物理量之间的关系通常是连续的，应该用折线还是光滑线？\" |\r\n| 不必经过每一个点，使点均匀分布在线两侧 | 强行让线经过每个点 | \"实验数据有误差，所有点一定在同一条线上吗？\" |\r\n| 明显偏离的异常点可忽略 | 不敢舍弃异常点 | \"这个点明显偏离其他点的趋势，可能是什么原因？\" |\r\n| 直线型关系用直尺画直线 | 曲线关系也用直线连 | \"这些点的分布趋势是直线还是曲线？\" |\r\n\r\n#### 第三步：分析\r\n\r\n| 分析内容 | 苏格拉底引导 |\r\n|---------|-------------|\r\n| 图像形状 | \"图像是直线、曲线还是折线？形状说明了什么？\" |\r\n| 过不过原点 | \"图像过原点吗？过原点说明什么？不过原点又说明什么？\" |\r\n| 斜率含义 | \"斜率代表什么物理量？斜率变大说明什么？\" |\r\n| 截距含义 | \"纵轴截距代表什么？横轴截距代表什么？\" |\r\n| 物理关系 | \"从图像看，两个量是什么关系？正比？反比？其他？\" |\r\n\r\n### 常见图像类型详解\r\n\r\n#### s-t 图像（路程-时间）\r\n\r\n```\r\ns ↑\r\n │ /\r\n │ / ← 斜率 = 速度\r\n │ /\r\n │ /\r\n │/\r\n └──────────→ t\r\n```\r\n\r\n| 图像特征 | 物理含义 |\r\n|---------|---------|\r\n| 过原点的直线 | 匀速直线运动，速度恒定 |\r\n| 斜率越大 | 速度越大 |\r\n| 水平线 | 静止（速度为零） |\r\n| 曲线 | 变速运动 |\r\n\r\n**关键提问**：\r\n- \"斜率代表什么？怎么从图上读出速度？\"\r\n- \"两条s-t线，哪条速度大？你怎么判断的？\"\r\n- \"s-t图上水平线代表什么？物体在做什么运动？\"\r\n\r\n#### v-t 图像（速度-时间）——初中只作定性读图\r\n\r\n```\r\nv ↑\r\n │ ──────── ← 水平线：速度不变 = 匀速直线运动\r\n │ ╱\r\n │ ╱ ← 线上升：速度在变大（越来越快）\r\n │ ╱\r\n └──────────→ t\r\n```\r\n\r\n| 图像特征 | 初中要求的物理含义 |\r\n|---------|---------|\r\n| 水平线 | 速度不变 → 匀速直线运动 |\r\n| 图线向上倾斜 | 速度越来越大 → 变速运动（越来越快） |\r\n| 图线向下倾斜 | 速度越来越小 → 变速运动（越来越慢） |\r\n| 图线与横轴重合 | 速度为零 → 静止 |\r\n\r\n**关键提问**：\r\n- \"v-t 图上水平线说明什么？物体在做什么运动？\"\r\n- \"图线往上走和往下走，分别说明速度在怎么变？\"\r\n- \"同一张 v-t 图上两条水平线，哪条对应的物体跑得快？\"\r\n\r\n> ⚠高中：v-t 图的斜率表示加速度、图线与时间轴围成的面积表示位移；初中不作要求，学生问起时可一句话点到为止，不展开计算。\r\n\r\n#### I-U 图像（电流-电压）\r\n\r\n```\r\nI ↑\r\n │ /\r\n │ / ← 斜率 = 1/R\r\n │ /\r\n │ /\r\n │/\r\n └──────────→ U\r\n```\r\n\r\n| 图像特征 | 物理含义 |\r\n|---------|---------|\r\n| 过原点的直线 | 电阻恒定，电流与电压成正比 |\r\n| 斜率 | 1/R，斜率越大电阻越小 |\r\n| 曲线 | 电阻变化（如小灯泡灯丝电阻随温度变化） |\r\n\r\n**关键提问**：\r\n- \"斜率越大，电阻越大还是越小？为什么？\"\r\n- \"两条I-U线分别对应两个电阻，哪个电阻大？\"\r\n- \"小灯泡的I-U图像是直线还是曲线？为什么？\"\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、表格法\r\n\r\n### 三维分析法\r\n\r\n面对数据表格，按\"横向、纵向、极端值\"三个维度逐一分析：\r\n\r\n#### 横向比较（同一行内比较）\r\n\r\n**操作**：在控制变量相同的条件下，比较自变量变化时因变量的变化\r\n\r\n**示例**（探究电流与电压的关系，R=10Ω）：\r\n\r\n| 实验次数 | 电压U/V | 电流I/A |\r\n|---------|--------|--------|\r\n| 1 | 1 | 0.1 |\r\n| 2 | 2 | 0.2 |\r\n| 3 | 3 | 0.3 |\r\n\r\n**横向比较**：电压从1V→2V→3V，电流从0.1A→0.2A→0.3A\r\n\r\n**苏格拉底引导**：\r\n> \"电压变为原来的2倍时，电流怎么变？也变为2倍吗？这说明什么关系？\"\r\n\r\n#### 纵向比较（不同行间比较）\r\n\r\n**操作**：比较不同条件组之间的数据差异\r\n\r\n**示例**（探究电流与电阻的关系，U=6V）：\r\n\r\n| 实验次数 | 电阻R/Ω | 电流I/A |\r\n|---------|--------|--------|\r\n| 1 | 5 | 1.2 |\r\n| 2 | 10 | 0.6 |\r\n| 3 | 15 | 0.4 |\r\n\r\n**纵向比较**：电阻从5Ω→10Ω→15Ω，电流从1.2A→0.6A→0.4A\r\n\r\n**苏格拉底引导**：\r\n> \"电阻变为原来的2倍时，电流变为原来的多少？这是正比关系还是反比关系？\"\r\n\r\n#### 极端值分析\r\n\r\n**操作**：关注最大值、最小值、零点\r\n\r\n**苏格拉底引导**：\r\n> \"当电压为零时，电流也为零，这说明了什么？\"\r\n> \"如果数据继续增大，趋势会怎样？有没有上限？\"\r\n\r\n### 表格分析的\"三问\"模板\r\n\r\n面对任何数据表格，首先问自己三个问题：\r\n\r\n1. **横向问**：当[自变量]从A变到B时，[因变量]从C变到D，变化倍数关系是什么？\r\n2. **纵向问**：不同条件组之间，[因变量]的差异和[控制变量]的关系是什么？\r\n3. **极端问**：当[自变量]为零/极大时，[因变量]是多少？这说明了什么？\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、误差分析框架\r\n\r\n### 误差的分类\r\n\r\n```\r\n误差\r\n├── 系统误差\r\n│ ├── 特点：多次测量总是偏大或偏小（有方向性）\r\n│ ├── 来源：\r\n│ │ ├── 仪器不精确（如天平未调平、弹簧测力计未校零）\r\n│ │ ├── 实验方法不完善（如测液体密度时烧杯壁残留液体）\r\n│ │ └── 环境因素（如温度影响）\r\n│ └── 能否通过多次测量消除？→ 不能\r\n│\r\n└── 偶然误差\r\n ├── 特点：测量值忽大忽小（无方向性）\r\n ├── 来源：\r\n │ ├── 读数时的估计偏差\r\n │ ├── 环境的微小波动\r\n │ └── 操作中的随机因素\r\n └── 能否通过多次测量减小？→ 能（取平均值）\r\n```\r\n\r\n### 减小误差的常用方法\r\n\r\n| 方法 | 原理 | 适用场景 | 苏格拉底引导 |\r\n|-----|------|---------|-------------|\r\n| 多次测量取平均值 | 偶然误差正负抵消 | 长度、时间等可重复测量 | \"测一次和测三次取平均，哪个更准？为什么？\" |\r\n| 选用分度值更小的仪器 | 减小仪器本身的误差 | 需要读得更细时 | \"用分度值 1 cm 的软尺和 1 mm 的刻度尺量课本长度，哪个更准？为什么？\" |\r\n| 改进实验方案 | 从根本上减少系统误差 | 原方案存在系统性缺陷 | \"用弹簧测力计匀速拉动测摩擦力有什么问题？怎么改进？\" |\r\n| 图像法处理数据 | 个别异常点不影响整体趋势 | 数据点较多时 | \"画图时一个点偏了，对整条线影响大吗？\" |\r\n\r\n### 初中物理常见误差分析\r\n\r\n#### 力学实验误差\r\n\r\n| 实验 | 误差来源 | 误差方向 | 分析 |\r\n|-----|---------|---------|------|\r\n| 测平均速度 | 时间测量反应延迟 | 时间偏大→速度偏小 | 人按下秒表有延迟 |\r\n| 测滑动摩擦力 | 难以保证匀速 | 不确定 | 非匀速时拉力≠摩擦力 |\r\n| 测固体密度 | 细线体积/排水气泡 | 体积偏大→密度偏小 | 细线排开水使体积读数偏大 |\r\n\r\n#### 电学实验误差\r\n\r\n| 实验 | 误差来源 | 误差方向 | 分析 |\r\n|-----|---------|---------|------|\r\n| 伏安法测电阻 | 电表读数需要估读 | 不确定 | 分度值以下的一位是估计的，多测几组减小影响 |\r\n| 伏安法测电阻 | 只测一组数据 | 不确定 | 定值电阻应测多组求平均；小灯泡**不能**求平均 |\r\n| 测小灯泡电功率 | 温度影响电阻 | 不同电压下电阻不同 | 灯丝电阻随温度升高而增大，各次电阻本就不同，不可平均 |\r\n| 探究电流与电压的关系 | 未保持电阻不变 | 结论失效 | 控制变量：换电压时电阻必须是同一个定值电阻 |\r\n\r\n### 误差分析的提问模板\r\n\r\n面对\"本实验存在哪些误差\"类问题时，按以下顺序引导：\r\n\r\n1. **仪器精度**：\"使用的仪器有没有精度限制？读数需不需要估读？\"\r\n2. **方法缺陷**：\"实验方法本身有没有系统性的偏差？\"\r\n3. **操作偏差**：\"实际操作中有没有难以完全避免的偏差？\"\r\n4. **环境因素**：\"温度、湿度等环境因素有没有影响？\"\r\n5. **减小方法**：\"以上误差中，哪些可以减小？用什么方法？\"\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、\"如果改变X，Y会怎样？\"提问模板\r\n\r\n这是数据分析中最核心的思维方式，教练应在每次数据分析中反复使用此模板。\r\n\r\n### 基础模板（适合八年级）\r\n\r\n> \"如果我们把 **[自变量]** 从 **[值1]** 变到 **[值2]**，\r\n> **[因变量]** 会从 **[值A]** 变到 **[值B]**，\r\n> 这个变化说明了什么？\"\r\n\r\n**实例**：\r\n> \"如果我们把电阻从10Ω变到20Ω（电压不变），电流会从0.6A变到0.3A，这个变化说明了什么？\"\r\n\r\n### 进阶模板（适合九年级）\r\n\r\n> \"如果我们把 **[自变量]** 变成原来的 **[N倍]**，\r\n> **[因变量]** 也变成 **[N倍/N分之一/其他]** 吗？\r\n> 这说明它们是什么关系？\"\r\n\r\n**实例**：\r\n> \"如果我们把电压变成原来的2倍，电流也变成2倍吗？是的→正比关系。\"\r\n> \"如果我们把电阻变成原来的2倍，电流变成原来的2倍吗？不，变成二分之一→反比关系。\"\r\n\r\n### 反思模板\r\n\r\n> \"这个结论在任何情况下都成立吗？\r\n> 需要满足什么前提条件？\r\n> 如果前提条件不满足，结论还成立吗？\"\r\n\r\n**实例**：\r\n> \"电流与电压成正比——这个结论在任何情况下都成立吗？不，前提是电阻不变。如果电阻也变了，就不能得出这个结论。\"\r\n\r\n### 综合运用示例\r\n\r\n**题目**：某同学探究电流与电压的关系，得到以下数据：\r\n\r\n| U/V | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 |\r\n|-----|-----|-----|-----|-----|\r\n| I/A | 0.20 | 0.40 | 0.58 | 0.80 |\r\n\r\n**教练引导过程**：\r\n\r\n1. **基础提问**：\"电压从1.0V变到2.0V，电流怎么变？从2.0V变到3.0V呢？\"\r\n2. **进阶提问**：\"电压变为2倍时，电流也变为2倍吗？第三组数据0.58A是不是有点奇怪？\"\r\n3. **分析提问**：\"0.58A和预期的0.60A不一样，这可能是什么原因？\"\r\n4. **反思提问**：\"这个正比关系的前提是什么？电阻不变对吗？从数据能验证吗？\"\r\n5. **结论提问**：\"综合分析，你能得出什么结论？结论需要加什么前提条件？\"\r\n\r\n---\r\n\r\n## 五、数据分析常见失误与纠正\r\n\r\n| 失误类型 | 典型表现 | 纠正方法 |\r\n|---------|---------|---------|\r\n| 只看趋势不看数值 | \"越来越大就行了\" | 要求说出具体变化倍数关系 |\r\n| 忽略异常数据 | \"0.58≈0.60，差不多\" | 引导分析异常值的原因 |\r\n| 结论缺少前提 | \"电流与电压成正比\" | 追问\"需要什么前提条件？\" |\r\n| 混淆正比与正相关 | \"越大越大就是正比\" | 区分\"正比\"（过原点直线）和\"正相关\"（同向变化） |\r\n| 不做定量分析 | \"差不多是2倍\" | 要求精确计算倍数关系 |\r\n| 忽略单位 | \"电压是3，电流是0.3\" | 要求所有数据带单位表述 |\r\n\r\n---\r\n\r\n## 六、初高衔接（⚠高中）\r\n\r\n以下内容**不属于初中课标要求**，只在学有余力的学生主动追问时一句话点到为止，不作为讲解内容、不出题、不进入错因归档。\r\n\r\n| 主题 | ⚠高中 的正确说法 |\r\n|---|---|\r\n| v-t 图 | 斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移 |\r\n| 伏安法·电流表**外接**（电压表直接并在被测电阻两端） | 电压表分流 → 电流表读数偏大 → **测得电阻偏小**。适合测小电阻 |\r\n| 伏安法·电流表**内接**（电流表串在被测电阻支路里） | 电流表分压 → 电压表读数偏大 → **测得电阻偏大**。适合测大电阻 |\r\n| 记忆口诀 | \"大内小外\"：待测电阻**大**用**内**接，待测电阻**小**用**外**接 |\r\n\r\n> 初中的伏安法测电阻只要求正确连接电路、正确读数、多测几组求平均（定值电阻），**不分析电表本身电阻带来的系统误差**。学生若在初中题目里写\"因为电压表分流所以偏小\"，属于超纲，不必按错误处理，但要说明初中不这样答。\n\nFile v2.11.0:references/physics-experiment-methods.md\n\n# 物理实验方法深度手册\r\n\r\n> 适用学段：初中（7-9 年级）。\r\n> 本手册为「物理实验思维教练」的参考资源，涵盖初中物理七种实验方法的完整教学框架。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 目录\r\n\r\n1. [控制变量法](#一控制变量法) ★★★★★\r\n2. [转换法](#二转换法) ★★★★\r\n3. [等效替代法](#三等效替代法) ★★★\r\n4. [累积法](#四累积法) ★★★\r\n5. [理想模型法](#五理想模型法) ★★★\r\n6. [类比法](#六类比法) ★★\r\n7. [描述法](#七描述法) ★★\r\n8. [附：方法识别决策树](#附方法识别决策树)\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、控制变量法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n当研究一个物理量与多个因素的关系时，每次只改变其中一个因素，同时控制其余所有因素不变，从而确定这个因素对研究物理量的影响。这种方法叫做控制变量法。\r\n\r\n**核心逻辑**：一对一确认因果关系——要想证明A导致B，必须排除C、D、E的干扰。\r\n\r\n### 经典实验详解\r\n\r\n#### 【力学1】探究阻力对物体运动的影响\r\n\r\n**实验情境**：让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，观察在毛巾、棉布、木板三种不同表面上的滑行距离。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 阻力对物体运动的影响 |\r\n| 自变量 | 水平面的粗糙程度（阻力大小） |\r\n| 因变量 | 小车滑行的距离 |\r\n| 控制变量 | 小车质量、释放高度、斜面倾角 |\r\n| 控制方法 | 同一小车、同一斜面、同一高度释放 |\r\n| 实验结论 | 水平面越光滑，小车滑行越远；推理：若表面完全光滑，小车将一直运动下去 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么每次都要从同一高度释放？如果高度不同会怎样？\"\r\n2. \"为什么要用同一辆小车？换了小车行不行？\"\r\n3. \"三种表面的作用分别是什么？能只用两种吗？\"\r\n4. \"如果表面更光滑，小车会怎样？能推理到什么极限情况？\"\r\n5. \"这个推理过程是实验事实还是科学推理？两者有什么区别？\"\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问控制了哪些变量 → 回答\"同一小车、同一斜面、同一高度释放\"\r\n- 问为什么要从同一高度释放 → 回答\"使小车到达水平面时速度相同\"\r\n- 问实验结论 → 回答\"在初速度相同的条件下，阻力越小，滑行距离越远\"\r\n- 问推理结论 → 回答\"如果表面完全光滑（阻力为零），物体将做匀速直线运动\"\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 混淆实验结论与推理结论（实验只能得出\"越光滑越远\"，推理才能得出\"无阻力则匀速\"）\r\n- 遗漏\"同一高度释放\"这个关键控制条件\r\n- 把控制变量和自变量搞混\r\n\r\n---\r\n\r\n#### 【力学2】探究滑动摩擦力与哪些因素有关\r\n\r\n**实验情境**：用弹簧测力计拉动木块在水平面上做匀速直线运动，分别改变压力大小和接触面粗糙程度。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度的关系 |\r\n| 自变量 | 压力大小（通过加减砝码改变）/ 接触面粗糙程度（换不同表面） |\r\n| 因变量 | 滑动摩擦力大小（弹簧测力计示数） |\r\n| 控制变量 | 探究压力时：接触面粗糙程度不变；探究粗糙程度时：压力不变 |\r\n| 测量方法 | 二力平衡——匀速拉动时拉力等于摩擦力 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么必须匀速拉动？加速或减速行不行？\"\r\n2. \"弹簧测力计测的是拉力还是摩擦力？为什么能反映摩擦力大小？\"\r\n3. \"探究压力的影响时，为什么不换表面？\"\r\n4. \"摩擦力与接触面积有关吗？怎么验证？\"\r\n5. \"实验中匀速很难保证，有什么改进方案？\"（引出改进方案：拉动木板而非木块）\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问测量原理 → 回答\"二力平衡，匀速时拉力等于摩擦力\"\r\n- 问改进方案 → 回答\"固定弹簧测力计拉动木块，使木板运动，不需匀速\"\r\n- 问是否与接触面积有关 → 回答\"控制压力和粗糙程度不变，改变接触面积，测量摩擦力\"\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 不知道为什么要匀速拉动\r\n- 认为摩擦力与接触面积有关（初中阶段不考虑面积影响）\r\n- 不会说明改进方案的原理\r\n\r\n---\r\n\r\n#### 【力学3】探究液体压强与哪些因素有关\r\n\r\n**实验情境**：用压强计（U形管）探究液体内部压强与深度和液体密度的关系。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 液体压强与深度、液体密度的关系 |\r\n| 自变量 | 深度 / 液体密度 |\r\n| 因变量 | 压强大小（U形管两侧液面高度差） |\r\n| 控制变量 | 探究深度时：同种液体同一位置；探究密度时：相同深度 |\r\n| 观察方法 | 转换法——U形管高度差反映压强大小 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"压强计的金属盒朝不同方向，U形管高度差变不变？这说明什么？\"\r\n2. \"为什么U形管高度差能反映压强大小？这里用了什么方法？\"（引出转换法）\r\n3. \"深度指的是到液面的距离还是到容器底的距离？\"\r\n4. \"控制密度探究深度时，为什么必须在同一种液体中？\"\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问控制了什么变量 → 根据具体操作回答\r\n- 问U形管的作用 → 回答\"通过液面高度差反映液体压强大小\"\r\n- 问深度方向性 → 回答\"同一深度各方向压强相等\"\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 混淆深度和高度（深度是从液面向下算，不是从容器底向上算）\r\n- 遗漏\"同一深度各方向压强相等\"的结论\r\n- 不会区分本实验同时使用了控制变量法和转换法\r\n\r\n---\r\n\r\n#### 【电学1】探究电流与电压、电阻的关系\r\n\r\n**实验情境**：用滑动变阻器改变定值电阻两端电压，观察电流变化；换不同阻值的定值电阻，观察电流变化。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 电流与电压、电阻的关系 |\r\n| 自变量 | 电压 / 电阻 |\r\n| 因变量 | 电流 |\r\n| 控制变量 | 探究I-U关系时：电阻不变；探究I-R关系时：电压不变 |\r\n| 关键操作 | 探究I-R关系时，每次换电阻后需调节滑动变阻器使电压不变 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"探究电流与电压的关系时，为什么要保持电阻不变？\"\r\n2. \"探究电流与电阻的关系时，换电阻后电压会变吗？怎么办？\"\r\n3. \"滑动变阻器在本实验中起了什么作用？两个探究中作用一样吗？\"\r\n4. \"为什么要多次测量？只测一组数据能得出结论吗？\"\r\n5. \"根据I-U图像，电阻怎么求？斜率代表什么？\"\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问滑动变阻器的作用 → ①探究I-U：改变电阻两端电压；②探究I-R：保持电阻两端电压不变\r\n- 问换电阻后的操作 → 回答\"调节滑动变阻器使电压表示数不变\"\r\n- 问多次测量的目的 → 回答\"寻找普遍规律，避免偶然性\"\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 分不清两次实验中滑动变阻器的不同作用\r\n- 探究I-R关系时忘记换电阻后要重新调节电压\r\n- 结论表述不规范：说\"电流与电阻成反比\"而遗漏\"电压不变\"的前提\r\n\r\n---\r\n\r\n#### 【电学2】探究电热与哪些因素有关\r\n\r\n**实验情境**：用焦耳定律演示器，通过观察温度计示数变化或液柱高度变化，探究电热与电流、电阻、通电时间的关系。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 电热与电流、电阻、通电时间的关系 |\r\n| 自变量 | 电流 / 电阻 / 通电时间 |\r\n| 因变量 | 电热大小（温度升高量/液柱升高量） |\r\n| 控制变量 | 每次只改变一个因素，控制其余不变 |\r\n| 观察方法 | 转换法——温度计示数变化/液柱高度变化反映电热多少 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"怎么知道电热产生了多少？直接测量电热吗？\"（引出转换法）\r\n2. \"探究电热与电阻的关系时，怎么保证电流相同？\"（串联电路电流处处相等）\r\n3. \"探究电热与电流的关系时，怎么改变电流？\"\r\n4. \"为什么探究电阻影响时要串联？并联行不行？\"\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问实验方法 → 回答\"控制变量法+转换法\"\r\n- 问为什么串联 → 回答\"串联电路电流处处相等，自动控制了电流变量\"\r\n- 问如何比较电热多少 → 回答\"通过温度计示数变化量/液柱高度变化量比较\"\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 不理解串联的目的是控制电流相等\r\n- 忘记本实验同时使用了控制变量法和转换法\r\n- 结论遗漏前提条件\r\n\r\n---\r\n\r\n#### 【热学1】探究不同物质的吸热能力\r\n\r\n**实验情境**：用相同的加热器分别给质量相同的水和食用油加热，比较升高相同温度所需的加热时间。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 不同物质的吸热能力 |\r\n| 自变量 | 物质种类（水/食用油） |\r\n| 因变量 | 吸收热量的多少（加热时间长短） |\r\n| 控制变量 | 质量相同、加热器相同、升高温度相同 |\r\n| 比较方法 | 升高相同温度比较加热时间，或加热相同时间比较升高的温度 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么用相同的加热器？换了加热器会怎样？\"\r\n2. \"加热时间长短代表什么？时间越长说明什么？\"\r\n3. \"升高相同温度比较加热时间\"和\"加热相同时间比较温度升高\"哪种方案更好？\"\r\n4. \"水的比热容比油大，这在生活中有什么应用？\"\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问控制变量 → 回答\"质量相同、加热器相同\"\r\n- 问加热器相同的目的 → 回答\"相同时间内提供的热量相同\"\r\n- 问吸热能力大小的比较方式\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 不理解加热器相同意味着什么\r\n- 混淆\"升温快\"和\"吸热能力强\"\r\n- 结论表述不准确\r\n\r\n---\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n控制变量法在试题中的典型表述：\r\n- \"保持……不变/相同\"\r\n- \"控制……不变\"\r\n- \"在……相同时\"\r\n- \"探究……与……的关系\"\r\n- \"只改变……\"\r\n- \"其他条件相同\"\r\n\r\n---\r\n\r\n### 方法识别决策树\r\n\r\n当面对一道实验题时，按以下决策树判断是否使用了控制变量法：\r\n\r\n```\r\n该实验是否研究\"一个量与多个因素的关系\"？\r\n│\r\n├─ 是 → 是否每次只改变一个因素？\r\n│ │\r\n│ ├─ 是 → ★ 控制变量法\r\n│ │\r\n│ └─ 否 → 看实验目的\r\n│\r\n└─ 否 → 继续判断其他方法\r\n │\r\n ├─ 是否把不易观测的量转化为易观测的量？→ 转换法\r\n │\r\n ├─ 是否用等效的效果替代？→ 等效替代法\r\n │\r\n ├─ 是否把微小量累积后测量？→ 累积法\r\n │\r\n ├─ 是否忽略次要因素建立理想化模型？→ 理想模型法\r\n │\r\n ├─ 是否用熟悉的事物类比陌生事物？→ 类比法\r\n │\r\n └─ 是否描述物理现象的特征？→ 描述法\r\n```\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、转换法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n将不易直接观察或测量的物理量，转化为容易观察或测量的物理量来研究的方法。\r\n\r\n**核心逻辑**：A不容易看 → 找一个和A有关的B → B容易看 → 通过B推知A\r\n\r\n### 经典实验\r\n\r\n#### 实验1：探究动能与什么因素有关\r\n\r\n**转换方式**：动能大小 → 木块被推动的距离\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 不易观测量 | 动能大小 |\r\n| 转化观测量 | 木块被推动的距离 |\r\n| 转换依据 | 动能越大，对外做功越多，推动木块越远 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"动能可以直接测量吗？怎么办？\"\r\n2. \"为什么推动距离能反映动能大小？\"\r\n3. \"如果水平面有摩擦，对实验结果有影响吗？\"\r\n4. \"除了推木块，还有什么方法能反映动能大小？\"\r\n\r\n#### 实验2：探究声音是由振动产生的\r\n\r\n**转换方式**：音叉的微小振动 → 乒乓球被弹开的幅度\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"音叉振动你能直接看到吗？\"\r\n2. \"乒乓球起了什么作用？\"\r\n3. \"为什么要用轻小的乒乓球而不用铁球？\"\r\n\r\n#### 实验3：探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关\r\n\r\n**转换方式**：电磁铁磁性强弱 → 吸引大头针的数量\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"磁性强弱能用眼睛直接看出来吗？\"\r\n2. \"吸引大头针数量多说明什么？\"\r\n3. \"为什么用大头针而不用回形针？\"\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n- \"通过观察……来反映……\"\r\n- \"通过……来显示……\"\r\n- \"将……转化为……\"\r\n- \"反映/显示/体现\"\r\n\r\n### 常见考法\r\n\r\n- 问实验方法 → 回答\"转换法\"\r\n- 问转换了什么 → 回答\"将[不易观测量]转化为[易观测量]\"\r\n- 问为什么这样转换 → 回答\"因为[不易观测量]无法直接观察/测量\"\r\n\r\n### 学生常见错误\r\n\r\n- 混淆转换法和控制变量法（一个实验可能同时使用两种方法）\r\n- 只说\"转换法\"但说不出具体转换了什么\r\n- 不知道转换法的本质是\"间接测量\"\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、等效替代法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n用一个已知的、效果相同的物理量替代另一个不易测量的物理量，从而达到测量或研究目的的方法。\r\n\r\n**核心逻辑**：A效果 = B效果，A不易测 → 测B → 得到A\r\n\r\n### 经典实验\r\n\r\n#### 实验1：曹冲称象\r\n\r\n**替代逻辑**：大象的重力效果 = 石头的重力效果\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么不能直接称大象？\"\r\n2. \"石头和大象有什么共同点？\"\r\n3. \"为什么看船的吃水深度？\"\r\n\r\n#### 实验2：同一直线上二力的合成\r\n\r\n**替代逻辑**：两个力共同作用的效果 = 一个合力单独作用的效果\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"合力是不是真实存在的第三个力？\"\r\n2. \"等效替代在这里体现在哪里？\"\r\n3. \"同方向和反方向，合力分别怎么算？\"\r\n\r\n#### 实验3：等效电阻（总电阻）\r\n\r\n**替代逻辑**：几个电阻共同的效果 = 一个等效电阻单独的效果\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"串联后总电阻比每个都大，为什么？\"（相当于导线变长了）\r\n2. \"并联后总电阻比每个都小，为什么？\"（相当于导线变粗了）\r\n3. \"'总电阻'是电路里真的多了一个电阻吗？\"\r\n\r\n> 注意：**伏安法测电阻不是等效替代法**。它是用能测的量（电压、电流）间接算出不能直接测的量（电阻），属于**间接测量**（转换法思路）。学生把它归到等效替代是常见错误。\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n- \"等效\"\"替代\"\r\n- \"效果相同\"\r\n- \"用……代替……\"\r\n- \"与……效果相同\"\r\n\r\n### 学生常见错误\r\n\r\n- 不理解\"等效\"的含义——不是大小相等，而是效果相同\r\n- 混淆等效替代和转换法\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、累积法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n当被测量的量太小，无法直接测量时，将多个相同的量累积后一起测量，再除以个数得到单个量的方法。\r\n\r\n**核心逻辑**：量太小 → 测N个 → 总量÷N = 单个量\r\n\r\n### 经典实验\r\n\r\n#### 实验1：测量细铜丝的直径\r\n\r\n**操作**：将细铜丝紧密缠绕在铅笔上N圈，测量N圈总宽度，直径 = 总宽度 ÷ N\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么不能直接用刻度尺量一根铜丝的直径？\"\r\n2. \"为什么要'紧密'缠绕？有间隙会怎样？\"\r\n3. \"缠绕圈数越多越好吗？为什么？\"\r\n4. \"算出来的直径和真实值相比，可能偏大还是偏小？\"\r\n\r\n#### 实验2：测量一张纸的厚度\r\n\r\n**操作**：将N张纸叠起来测总厚度，一张纸厚度 = 总厚度 ÷ N\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"100张纸和100页纸一样吗？\"\r\n2. \"纸之间有空气，对测量有影响吗？\"\r\n\r\n#### 实验3：测量心跳一次的时间\r\n\r\n**操作**：数出 30 次心跳用的总时间，一次心跳的时间 = 总时间 ÷ 30\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么不直接测一次心跳的时间？\"\r\n2. \"数 10 次和数 30 次，哪个算出来更准？为什么？\"\r\n3. \"如果数错了一次，对结果影响大吗？\"\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n- \"多次测量取平均值\"\r\n- \"累积\"\"叠放\"\"缠绕\"\r\n- \"测N个，除以N\"\r\n- \"减小误差\"\r\n\r\n### 学生常见错误\r\n\r\n- 不理解累积法减小的是偶然误差而非系统误差\r\n- 缠绕不紧密导致结果偏大\r\n- 忘记说明N的取值要合理（不能太少也不能太多）\r\n\r\n---\r\n\r\n## 五、理想模型法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n为了研究物理问题的方便，忽略次要因素，突出主要因素，将物理现象或过程理想化、模型化的方法。\r\n\r\n**核心逻辑**：现实太复杂 → 抓住主要矛盾 → 建立简化模型\r\n\r\n### 经典实验\r\n\r\n#### 实验1：光线\r\n\r\n**模型化内容**：光束 → 一条带箭头的直线\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"光线是真实存在的吗？\"\r\n2. \"为什么要用一条线来表示光？\"\r\n3. \"光线忽略了什么？保留了什么？\"\r\n\r\n#### 实验2：磁感线\r\n\r\n**模型化内容**：磁场分布 → 一系列有方向的曲线\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"磁感线能看见吗？\"\r\n2. \"磁感线疏密代表什么？方向代表什么？\"\r\n3. \"磁感线在外部从N到S，内部呢？\"\r\n\r\n#### 实验3：匀速直线运动\r\n\r\n**模型化内容**：实际运动 → 理想的匀速运动\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"现实中有没有真正的匀速直线运动？\"\r\n2. \"为什么要引入匀速直线运动这个模型？\"\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n- \"理想\"\"模型\"\"假设\"\r\n- \"忽略/不考虑次要因素\"\r\n- \"视为/看作\"\r\n- \"光滑\"\"无摩擦\"\"质点\"\r\n\r\n### 学生常见错误\r\n\r\n- 认为光线、磁感线是真实存在的\r\n- 不理解\"理想化\"的意义——不是脱离实际，而是突出本质\r\n- 混淆理想模型法和等效替代法\r\n\r\n---\r\n\r\n## 六、类比法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n用已经熟悉的、形象的事物来类比陌生的、抽象的事物，帮助理解物理概念或规律的方法。\r\n\r\n**核心逻辑**：A陌生但像B → 理解B → 帮助理解A\r\n\r\n### 经典实验\r\n\r\n#### 实验1：电流类比水流\r\n\r\n**类比关系**：\r\n- 电压 ↔ 水压\r\n- 电流 ↔ 水流\r\n- 电阻 ↔ 水管阻力\r\n- 电源 ↔ 水泵\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"电流和水流有什么相似之处？\"\r\n2. \"电压和水压的作用分别是什么？\"\r\n3. \"类比有没有不成立的地方？水流看得见，电流看得见吗？\"\r\n\r\n#### 实验2：原子结构类比太阳系\r\n\r\n**类比关系**：\r\n- 原子核 ↔ 太阳\r\n- 电子 ↔ 行星\r\n- 核外电子绕核运动 ↔ 行星绕太阳运动\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"原子和太阳系有什么相似的地方？\"\r\n2. \"这个类比有什么局限性？\"\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n- \"类比\"\"相当于\"\"好比\"\r\n- \"类似于\"\"就像\"\r\n- \"可以看作\"\r\n\r\n### 学生常见错误\r\n\r\n- 把类比当等同——类比只是帮助理解，不是完全相同\r\n- 忽略类比的局限性\r\n- 不理解为什么要类比\r\n\r\n---\r\n\r\n## 七、描述法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n通过直接观察和描述物理现象的特征和规律来研究物理问题的方法。\r\n\r\n**核心逻辑**：现象本身就有规律 → 观察并描述 → 发现特征\r\n\r\n### 经典实验\r\n\r\n#### 实验1：探究声音的特征\r\n\r\n**描述内容**：音调（频率高低）、响度（振幅大小）、音色（波形特征）\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"声音的'大小'和'高低'是一回事吗？\"\r\n2. \"音调由什么决定？响度由什么决定？\"\r\n3. \"为什么不同乐器演奏同一个音，听起来不同？\"\r\n\r\n#### 实验2：探究光的反射定律\r\n\r\n**描述内容**：三线共面、分居两侧、角度关系\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"入射光线、反射光线和法线是什么关系？\"\r\n2. \"为什么要引入法线？没有法线行不行？\"\r\n3. \"反射角等于入射角，能说入射角等于反射角吗？为什么？\"\r\n\r\n### 识别关键词\r\n\r\n- \"观察并描述\"\r\n- \"特征\"\"规律\"\"特点\"\r\n- \"现象是……\"\r\n- \"可以看到……\"\r\n\r\n### 学生常见错误\r\n\r\n- 描述不够精确，用日常用语代替物理术语\r\n- 混淆\"音调\"和\"响度\"\r\n- 不注意因果关系（反射角由入射角决定，不能反过来说）\r\n\r\n---\r\n\r\n## 附：方法识别决策树\r\n\r\n面对一道实验题，按以下流程快速识别实验方法：\r\n\r\n```\r\n步骤1：实验目的是否研究\"一个量与多个因素的关系\"？\r\n│\r\n├─ 是 ──→ 实验中是否\"每次只改变一个因素，其余不变\"？\r\n│ │\r\n│ ├─ 是 ──→ ★ 控制变量法\r\n│ │ （同时可能伴随转换法——当因变量不易直接测量时）\r\n│ │\r\n│ └─ 否 ──→ 回到步骤1重新判断\r\n│\r\n└─ 否 ──→ 步骤2：实验中是否有\"不易直接测量的量\"被转化为\"易测量的量\"？\r\n │\r\n ├─ 是 ──→ ★ 转换法\r\n │\r\n └─ 否 ──→ 步骤3：实验中是否用\"效果相同\"来替代测量？\r\n │\r\n ├─ 是 ──→ ★ 等效替代法\r\n │\r\n └─ 否 ──→ 步骤4：实验中是否将\"微小的量\"累积后测量？\r\n │\r\n ├─ 是 ──→ ★ 累积法\r\n │\r\n └─ 否 ──→ 步骤5：实验中是否忽略了次要因素建立理想化概念？\r\n │\r\n ├─ 是 ──→ ★ 理想模型法\r\n │\r\n └─ 否 ──→ 步骤6：实验中是否用熟悉事物类比陌生事物？\r\n │\r\n ├─ 是 ──→ ★ 类比法\r\n │\r\n └─ 否 ──→ 步骤7：实验主要观察和描述现象特征？\r\n │\r\n ├─ 是 ──→ ★ 描述法\r\n │\r\n └─ 否 ──→ 可能是多种方法组合，逐一排查\r\n```\r\n\r\n**重要提示**：\r\n1. 一个实验可能同时使用多种方法（如\"探究电热\"= 控制变量法 + 转换法）\r\n2. 当题目问\"本实验用了什么方法\"时，若涉及多种方法，必须全部答出\r\n3. 控制变量法的识别优先级最高，因为它是初中物理实验中最核心的方法\n\nFile v2.11.0:references/physics-hs1-labs.md\n\n# 高一必修第一册的学生必做实验（高中衔接段）\r\n\r\n> 示例题验算：2026-09-28\r\n> 本文件是 `xiaozhi-physics-lab-coach` 第八节的参考资源。实验清单按《普通高中物理课程标准日常修订版（2017 年版 2025 年修订）》\"学生必做实验\"中必修 1 的四个实验。\r\n> 安全口径与 `safetyLevel` 以 `shared/lab-safety.md` 为准。数据处理的关键数值写成 `verify` 断言由 CI 重算。\r\n> 本文件用于理解和备考，**不是在家操作的指南**。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、测量做直线运动物体的瞬时速度（safetyLevel：中）\r\n\r\n- **器材与安全**：打点计时器、纸带、小车、长木板；或用光电门。电磁打点计时器接学生电源的低压交流挡，接线由老师检查；电火花计时器接 220 V 交流电源，插头的插拔一律由老师完成，学生只操作计时器上的开关，不碰插头、插座与电源线（电压以器材说明为准）；工作时放电针处有火花放电：穿纸带、调整墨粉纸盘前先关开关，工作时不碰放电针和纸盘（以说明书为准）。\r\n- **操作顺序**：先接通电源，待打点稳定后再释放小车；实验结束先断开电源再取纸带。\r\n- **为什么**：先释放后接电源，纸带开头一段没有点，浪费纸带且数据不完整。\r\n- **原理（极限思想）**：瞬时速度用很短时间内的平均速度近似。纸带上某计数点的瞬时速度 ≈ 它前后相邻两段的平均速度；光电门测得 v = d / Δt，遮光片越窄越接近瞬时速度。\r\n- **纸带处理**：电源频率 50 Hz 时打点间隔 0.02 s；常每 5 个间隔取一个计数点，相邻计数点时间间隔 T = 0.1 s。\r\n\r\n**算例**：相邻计数点间距依次为 x₁ = 1.20 cm、x₂ = 1.60 cm、x₃ = 2.00 cm、x₄ = 2.40 cm、x₅ = 2.80 cm、x₆ = 3.20 cm，T = 0.1 s。\r\n- 第 3、4 段之间那个计数点的瞬时速度 v = (x₃ + x₄) / (2T) = 4.40 cm / 0.2 s = 22 cm/s = 0.22 m/s；\r\n- 相邻两段之差恒为 0.40 cm，说明是匀加速；用逐差法求加速度 a = [(x₄ + x₅ + x₆) − (x₁ + x₂ + x₃)] / (9T²) = 3.60 cm / 0.09 s² = 40 cm/s² = 0.40 m/s²。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"纸带算例：计数点瞬时速度 0.22 m/s；逐差法加速度 0.40 m/s²\", \"expr\": \"[Math.round((2.00 + 2.40) / (2 * 0.1) / 100 * 1000) / 1000, Math.round(((2.40 + 2.80 + 3.20) - (1.20 + 1.60 + 2.00)) / (9 * 0.1 * 0.1) / 100 * 1000) / 1000]\", \"expect\": [0.22, 0.4]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：先释放小车后接通电源；把\"每 5 个点取一个计数点\"误算成 T = 0.08 s（相邻计数点之间有 5 个间隔，T = 5 × 0.02 s = 0.1 s）。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、探究弹簧弹力与形变量的关系（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **原理**：在弹性限度内，弹簧弹力与形变量成正比，F = kx（胡克定律）。\r\n- **关键**：x 是**形变量**（伸长量或压缩量），不是弹簧的长度；竖直悬挂时，先测弹簧自然下垂时的长度作为原长，以消除弹簧自重的影响。\r\n- **数据处理**：作 F-x 图像，得到过原点的直线，斜率就是劲度系数 k；如果横轴用的是弹簧长度 L，图线不过原点，与横轴的交点对应原长。\r\n- **注意**：所挂钩码不能使弹簧超过弹性限度。\r\n\r\n**算例**：挂 1 N 的钩码时弹簧伸长 2.0 cm，则 k = 1 N / 0.020 m = 50 N/m；挂 3 N 时应伸长 6.0 cm。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"弹簧算例：k = 50 N/m，挂 3 N 伸长 6.0 cm\", \"expr\": \"[Math.round(1 / 0.020), Math.round(3 / 50 * 100 * 10) / 10]\", \"expect\": [50, 6]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用弹簧长度代替伸长量，得出\"弹力与弹簧长度成正比\"。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、探究两个互成角度的力的合成规律（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **方法**：等效替代——用一个力单独把橡皮条的结点拉到位置 O，与两个力共同把结点拉到**同一位置 O**，作用效果相同。\r\n- **要记录**：两次都记下结点 O 的位置、弹簧测力计的示数和细绳的方向。\r\n- **数据处理**：用力的图示画出两个分力，以它们为邻边作平行四边形，比较对角线与单独一个力，在误差范围内二者大小相等、方向相同。\r\n- **操作要点**：弹簧测力计使用前调零；拉力方向与木板平行；读数时视线正对刻度；两个分力的夹角不宜过大或过小。\r\n\r\n**常见错误**：两次没有把结点拉到同一位置（就不再是\"作用效果相同\"）；只记示数、没记方向。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、探究加速度与物体受力、物体质量的关系（safetyLevel：中，涉及打点计时器接线）\r\n\r\n- **方法**：控制变量——保持小车质量不变，研究加速度与拉力的关系；保持拉力不变，研究加速度与质量的关系。\r\n- **平衡摩擦力**：不挂槽码，把木板不带滑轮的一端垫高，轻推小车，使它拖着纸带做匀速直线运动（纸带上的点间隔均匀）。\r\n- **近似条件**：槽码质量远小于小车质量时，细绳的拉力才近似等于槽码的重力；用力传感器直接测拉力时不需要这个条件。\r\n- **作图**：作 a-F 图像（过原点的直线）；研究质量时作 **a-1/M** 图像而不是 a-M 图像——前者是直线，便于判断反比关系。\r\n\r\n**图像误差分析**\r\n\r\n| 图像特征 | 原因 |\r\n|---|---|\r\n| a-F 图线与 F 轴有正截距 | 没有平衡摩擦力或平衡不足 |\r\n| a-F 图线与 a 轴有正截距 | 平衡摩擦力过度（木板垫得过高） |\r\n| a-F 图线末端向 F 轴弯曲 | 槽码质量不再远小于小车质量 |\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"近似条件的来源：槽码 m、小车 M 时绳拉力 T = Mmg/(M+m)，m=0.02 kg、M=0.5 kg 时与 mg 相差不到 4%\", \"expr\": \"(0.02 * 10 - 0.5 * 0.02 * 10 / (0.5 + 0.02)) / (0.02 * 10) < 0.04\", \"expect\": true}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：平衡摩擦力时挂着槽码；改变小车质量后又重新平衡摩擦力（不需要重新平衡）；用 a-M 图像直接判断\"成反比\"。\n\nFile v2.11.0:references/physics-hs2-labs.md\n\n# 高中物理：必修第二、三册的学生必做实验\r\n\r\n> 示例题验算：2026-09-28\r\n> 本文件是 `xiaozhi-physics-lab-coach` 第八节的参考资源。实验清单按《普通高中物理课程标准日常修订版（2017 年版 2025 年修订）》\"学生必做实验\"中必修 2 的三个（第 5～7 个）与必修 3 的五个（第 8～12 个）；必修三册的 12 个实验是学业水平合格性考试的范围。\r\n> 安全口径与 `safetyLevel` 以 `shared/lab-safety.md` 为准，判不准时往高一档写。数据处理的关键数值写成 `verify` 断言由 CI 重算；下面的数据是为讲方法编的示意数据，g 取 9.8 m/s²。\r\n> 本文件用于理解和备考，**不是在家操作的指南**。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、高中·实验 5：验证机械能守恒定律（safetyLevel：中，涉及打点计时器接线）\r\n\r\n- **器材与安全**：铁架台、打点计时器、纸带、重物。电磁打点计时器接学生电源的低压交流挡，接线由老师检查；电火花计时器接 220 V 交流电源，插头的插拔一律由老师完成，学生只操作计时器上的开关，不碰插头、插座与电源线；工作时放电针处有火花放电：穿纸带、调整墨粉纸盘前先关开关，工作时不碰放电针和纸盘（以说明书为准）。重物下方的地面垫软物，释放时手和脚离开下落路径。\r\n- **操作顺序**：纸带竖直穿过限位孔，重物靠近计时器；先接通电源、打点稳定后再释放纸带。\r\n- **为什么不必测质量**：要验证的是 mgh = ½mv²，两边都有 m，可以约去。\r\n- **数据处理**：取纸带上的某点 B，测出它到起点 O 的距离 h；B 点的瞬时速度用前后相邻两段的平均速度求。比较 gh 与 ½v²。\r\n- **误差**：重物和纸带受空气阻力、限位孔的摩擦，动能的增加量总是略小于重力势能的减少量——这是系统误差，不是\"做错了\"。\r\n\r\n**算例**：打点间隔 0.02 s，OB = 19.60 cm，B 点前后相邻两段分别为 3.70 cm、4.08 cm。v_B = (3.70 + 4.08) cm / 0.04 s ≈ 1.945 m/s；每千克重物减少的重力势能 gh ≈ 1.92 J，增加的动能 ½v_B² ≈ 1.89 J，略小，符合预期。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验5：v_B ≈ 1.945 m/s，gh ≈ 1.92 J/kg，½v² ≈ 1.89 J/kg，动能增加量略小于势能减少量\", \"expr\": \"[Math.round((3.70 + 4.08) / 0.04 / 100 * 1000) / 1000, Math.round(9.8 * 0.196 * 100) / 100, Math.round(0.5 * Math.pow((3.70 + 4.08) / 0.04 / 100, 2) * 100) / 100, 0.5 * Math.pow((3.70 + 4.08) / 0.04 / 100, 2) < 9.8 * 0.196]\", \"expect\": [1.945, 1.92, 1.89, true]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用 v = gt 或 v² = 2gh 求速度（这等于先承认了机械能守恒，没有验证）；先释放纸带后接通电源。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、高中·实验 6：探究平抛运动的特点（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **方法**：先比较——用两个小球演示，一个平抛、一个同时自由下落，听落地声判断同时落地，说明竖直方向是自由落体；再描迹——斜槽末端调水平，小球每次从同一位置由静止释放，在白纸或方格纸上记下一系列位置，连成平滑曲线。\r\n- **为什么**：斜槽末端水平，小球才做平抛；每次从同一位置释放，初速度才相同；斜槽有摩擦不影响，因为只要求每次初速度相同。\r\n- **数据处理**：以抛出点为原点，量出轨迹上某点的 x、y，t = √(2y/g)，v₀ = x/t；或用频闪照片：竖直方向相邻相等时间间隔内的位移差恒为 gT²。\r\n\r\n**算例**：轨迹上一点 x = 30.0 cm、y = 19.6 cm，t = √(2 × 0.196 / 9.8) = 0.20 s，v₀ = 0.300 m / 0.20 s = 1.5 m/s。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验6：t = 0.20 s，v₀ = 1.5 m/s\", \"expr\": \"[Math.round(Math.sqrt(2 * 0.196 / 9.8) * 1000) / 1000, Math.round(0.300 / Math.sqrt(2 * 0.196 / 9.8) * 1000) / 1000]\", \"expect\": [0.2, 1.5]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：斜槽末端没调水平；把斜槽末端当成抛出点（应以小球球心在末端时的位置为原点）；每次释放位置不同。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、高中·实验 7：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **器材与安全**：向心力演示器（手摇）。摇动要匀速、不要过快；转动部分附近不伸手，长发扎起。换成电动向心力实验器等需要接电的型号时按\"中\"：电源由老师接好、检查，学生只操作器材上的开关。\r\n- **方法**：控制变量——保持其中两个量不变，研究向心力与第三个量的关系；标尺上露出的格子数之比，就是两个小球所受向心力之比。\r\n- **结论**：F 与 m 成正比、与 r 成正比、与 ω² 成正比，F = mω²r。\r\n\r\n**算例**：两球质量相同、转动半径相同，塔轮使两球的角速度之比为 1 ∶ 2，标尺格子数之比约为 1 ∶ 4，说明 F ∝ ω²。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验7：角速度之比 1∶2 时，向心力之比 1∶4\", \"expr\": \"Math.pow(1 / 2, 2)\", \"expect\": 0.25}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：研究 F 与 ω 的关系时，两球的质量或半径没有保持相同；把\"格子数之比\"当成向心力的具体数值。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、高中·实验 8：观察电容器的充、放电现象（safetyLevel：中，涉及学生电源接线）\r\n\r\n- **器材与安全**：学生电源（直流挡）、电容器、电流表或电流传感器、电阻、单刀双掷开关。用电解电容器时**正负极不能接反、所加电压不能超过它标称的耐压值**——接反或过压会使电容器发热、鼓包甚至爆裂，接线由老师检查后再通电。充了电的电容器两极不要用手同时去碰，放完电再拆线。\r\n- **现象**：充电时电流从大到小，最后为零，电容器两端电压升到与电源电压相等；放电时电流反向，也由大到小。\r\n- **数据处理**：I-t 图像与时间轴围成的面积表示电容器放出的电荷量 Q（数格子：多于半格算一格，不足半格舍去），C = Q/U。\r\n\r\n**算例**：I-t 图上每一小格代表 0.2 mA × 0.4 s，数得约 40 格，充电电压 8 V。Q ≈ 40 × 8×10⁻⁵ C = 3.2×10⁻³ C，C = Q/U ≈ 4×10⁻⁴ F = 400 μF。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验8：每格 8×10⁻⁵ C，Q ≈ 3.2×10⁻³ C，C ≈ 400 μF\", \"expr\": \"[0.2e-3 * 0.4, Math.round(40 * 0.2e-3 * 0.4 * 1e5) / 1e5, Math.round(40 * 0.2e-3 * 0.4 / 8 * 1e6)]\", \"expect\": [8e-5, 3.2e-3, 400]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：电解电容器的正负极接反；以为放电电流与充电电流方向相同。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 五、高中·实验 9：长度的测量及其测量工具的选用（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **工具的选用**：按被测长度和需要的精度选——米尺（分度值 1 mm）、游标卡尺（10、20、50 分度，精度 0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm，不估读）、螺旋测微器（精度 0.01 mm，要估读到 0.001 mm）。\r\n- **读数方法**：游标卡尺读数 = 主尺上游标零刻度线左边的整毫米数 + 游标上与主尺对齐的格数 × 精度；螺旋测微器读数 = 固定刻度（注意半毫米刻线是否露出）+ 可动刻度格数（估读一位）× 0.01 mm。\r\n\r\n**算例**：10 分度游标卡尺，主尺读 23 mm，游标第 7 条刻度线对齐，读数 23.7 mm。螺旋测微器固定刻度读 6.5 mm（半毫米线已露出），可动刻度对准 20.0 格，读数 6.700 mm。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验9：游标卡尺 23 + 7 × 0.1 = 23.7 mm；螺旋测微器 6.5 + 20.0 × 0.01 = 6.700 mm\", \"expr\": \"[Math.round((23 + 7 * 0.1) * 10) / 10, Math.round((6.5 + 20.0 * 0.01) * 1000) / 1000]\", \"expect\": [23.7, 6.7]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：游标卡尺估读了一位；螺旋测微器漏看半毫米刻线；读数末尾的 0 被省掉（6.700 mm 写成 6.7 mm，丢了精度信息）。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 六、高中·实验 10：测量金属丝的电阻率（safetyLevel：中，涉及接线）\r\n\r\n- **器材与安全**：学生电源或干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、螺旋测微器、米尺。闭合开关前滑动变阻器接入最大阻值（限流接法）或使待测部分电压为零（分压接法）；电流不宜过大、通电时间不宜过长，以免金属丝发热、电阻率随温度变化；接线由老师检查。\r\n- **原理**：R = ρL/S，S = πd²/4，所以 ρ = πd²R/(4L)。\r\n- **电表接法**：金属丝电阻小，远小于电压表内阻，用电流表外接法；外接法测得的电阻偏小。\r\n- **测量**：直径用螺旋测微器在不同位置测几次取平均；长度量接入电路的那一段。\r\n\r\n**算例**：d = 0.500 mm，接入长度 L = 0.500 m，测得 R = 2.8 Ω。S = π × (0.500×10⁻³ m)² / 4 ≈ 1.96×10⁻⁷ m²，ρ = RS/L ≈ 1.1×10⁻⁶ Ω·m。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验10：S ≈ 1.96×10⁻⁷ m²，ρ = RS/L ≈ 1.1×10⁻⁶ Ω·m\", \"expr\": \"[Math.round(Math.PI * Math.pow(0.5e-3, 2) / 4 * 1e9) / 100, Math.round(2.8 * Math.PI * Math.pow(0.5e-3, 2) / 4 / 0.5 * 1e7) / 10]\", \"expect\": [1.96, 1.1]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用直径代替半径算面积；长度量的是整根金属丝而不是接入电路的部分；电流过大、通电时间过长。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 七、高中·实验 11：用多用电表测量电学中的物理量（safetyLevel：中，涉及接线）\r\n\r\n- **安全**：多用电表只测实验电路里的低压直流电压、电流和电阻，**不用它去测家庭电路（220 V）的电压**；测量前先选对挡位和量程，不确定时从大量程开始。\r\n- **欧姆挡**：测电阻前把被测电阻从电路中断开；选好倍率后先把红、黑表笔短接进行欧姆调零，每次换倍率都要重新调零；指针在表盘中央附近时误差较小，偏角太小换大倍率，偏角太大换小倍率。\r\n- **电流方向**：电流从红表笔流入、黑表笔流出（测电阻时，表内电池的正极接黑表笔）。\r\n- **用完**：把选择开关拨到\"OFF\"或交流电压最高挡。\r\n\r\n**算例**：选 \"×10\" 倍率，调零后测电阻，指针指在 15 处，电阻为 15 × 10 Ω = 150 Ω。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验11：15 × 10 = 150 Ω\", \"expr\": \"15 * 10\", \"expect\": 150}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：换倍率后没有重新欧姆调零；测电阻时没把电阻从电路中断开；用手同时捏住两个表笔的金属部分（把人体电阻并联进去）。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 八、高中·实验 12：测量电源的电动势和内阻（safetyLevel：低，用干电池）\r\n\r\n- **器材与安全**：1 节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关。滑动变阻器接入的电阻不能调到零，通电时间要短——电流过大时电池内阻会明显变化，电池也会发热。\r\n- **原理**：闭合电路欧姆定律 U = E − Ir。改变外电阻，测几组 U、I。\r\n- **数据处理**：作 U-I 图像，纵轴截距是电动势 E，斜率的绝对值是内阻 r；纵轴不从零开始时，图线与横轴的交点不是短路电流。\r\n\r\n**算例**：I₁ = 0.10 A 时 U₁ = 1.40 V，I₂ = 0.40 A 时 U₂ = 1.10 V。r = (1.40 − 1.10)/(0.40 − 0.10) = 1.0 Ω，E = U₁ + I₁r = 1.50 V。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"实验12：r = 0.30/0.30 = 1.0 Ω，E = 1.40 + 0.10 × 1.0 = 1.50 V\", \"expr\": \"[Math.round((1.40 - 1.10) / (0.40 - 0.10) * 1000) / 1000, Math.round((1.40 + 0.10 * (1.40 - 1.10) / (0.40 - 0.10)) * 1000) / 1000]\", \"expect\": [1, 1.5]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：把 U-I 图线与横轴的交点当成短路电流（纵轴起点不为零时不是）；用新电池做实验（内阻太小，电压变化不明显）。\n\nFile v2.11.0:references/physics-hs3-labs.md\n\n# 高中物理：选择性必修的学生必做实验\r\n\r\n> 示例题验算：2026-09-29\r\n> 本文件是 `xiaozhi-physics-lab-coach` 第八节的参考资源。实验清单按《普通高中物理课程标准日常修订版（2017 年版 2025 年修订）》\"学生必做实验\"中选择性必修的九个：选择性必修 1 的第 1～4 个、选择性必修 2 的第 5～7 个、选择性必修 3 的第 8～9 个；它们与必修的 12 个合起来，是学业水平等级性考试的 21 个学生必做实验。\r\n> 安全口径与 `safetyLevel` 以 `shared/lab-safety.md` 为准，判不准时往高一档写。数据处理的关键数值写成 `verify` 断言由 CI 重算；下面的数据是为讲方法编的示意数据。\r\n> 本文件用于理解和备考，**不是在家操作的指南**。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、高中·选必实验 1：验证动量守恒定律（safetyLevel：中；斜槽方案为低）\r\n\r\n- **两种方案**：① 气垫导轨 + 光电门，直接测碰撞前后的速度——气垫导轨的气源和数字计时器接 220 V 电源，插头的插拔由老师完成，学生只操作开关和计时器的按键，因此按\"中\"组织；② 斜槽 + 两个小球碰撞，用平抛的水平射程代替速度，不用电，为\"低\"。\r\n- **斜槽方案的关键**：入射小球的质量要大于被碰小球（防止入射球反弹），两球半径相同（保证正碰）；每次从同一位置由静止释放；斜槽末端水平。\r\n- **为什么能用射程代替速度**：两球离开斜槽后都做平抛，下落高度相同，飞行时间相同，水平射程与速度成正比。\r\n- **验证式**：m₁·OP = m₁·OM + m₂·ON（P 为入射球单独落下的平均落点，M、N 为碰后两球的平均落点）。\r\n\r\n**算例**：m₁ = 20 g，m₂ = 10 g；OP = 40.0 cm，OM = 13.5 cm，ON = 52.4 cm。碰前 m₁·OP = 800 g·cm，碰后 m₁·OM + m₂·ON = 794 g·cm，相差不到 1%，在误差范围内动量守恒。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验1：碰前 800 g·cm，碰后 794 g·cm，相对差不到 1%\", \"expr\": \"[20 * 40.0, Math.round(20 * 13.5 + 10 * 52.4), Math.abs(800 - (20 * 13.5 + 10 * 52.4)) / 800 < 0.01]\", \"expect\": [800, 794, true]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：入射球比被碰球轻；每次释放位置不同；落点不取多次的平均位置（用最小的圆把各落点圈起来，圆心即平均落点）。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、高中·选必实验 2：用单摆测量重力加速度的大小（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **操作要点**：摆线选细而不易伸长的；摆球选密度大、体积小的；摆角很小（一般不超过 5°）；从摆球经过**平衡位置**时开始计时，测 30～50 次全振动的总时间求周期。\r\n- **摆长**：悬点到球心的距离 = 摆线长 + 摆球半径，摆线长在摆球自然下垂时测量。\r\n- **数据处理**：g = 4π²L/T²；或作 T²-L 图像，斜率 k = 4π²/g，g = 4π²/k。\r\n- **一个好性质**：若摆长误用了摆线长（漏加半径），T²-L 图线整体平移、不过原点，但**斜率不变**，用斜率求出的 g 不受影响。\r\n\r\n**算例**：L = 0.500 m 时 T² = 2.015 s²，L = 1.000 m 时 T² = 4.030 s²。k = 4.030 s²/m，g = 4π²/k ≈ 9.80 m/s²。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验2：k = (4.030 − 2.015)/(1.000 − 0.500) = 4.030 s²/m，g = 4π²/k ≈ 9.80 m/s²\", \"expr\": \"[Math.round((4.030 - 2.015) / (1.000 - 0.500) * 1000) / 1000, Math.round(4 * Math.PI * Math.PI / 4.030 * 100) / 100]\", \"expect\": [4.03, 9.8]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：从摆球到达最大位移处开始计时（那里速度最小，计时误差大）；把 n 次全振动数成 n + 1 次；摆角过大；摆球在水平面内做圆锥摆运动。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、高中·选必实验 3：测量玻璃的折射率（safetyLevel：中，涉及玻璃砖和大头针）\r\n\r\n- **器材与安全**：长方形玻璃砖、大头针、白纸、量角器或刻度尺。玻璃砖的棱边可能割手，轻拿轻放，不用玻璃砖当尺子画线（也会磨损光学面）；大头针针尖朝下插、不对着人，用完放回盒里。\r\n- **操作**：在白纸上画出界面，插 P₁、P₂ 确定入射光线；透过玻璃砖观察，插 P₃ 挡住 P₁、P₂ 的像，插 P₄ 挡住 P₃ 和 P₁、P₂ 的像；连接得到出射光线，再画出玻璃中的折射光线。\r\n- **数据处理**：n = sin i / sin r（i 是空气中的入射角，r 是玻璃中的折射角）；也可以用\"单位圆法\"：以入射点为圆心画圆，量出两条光线与圆的交点到法线的距离之比。\r\n- **注意**：入射角不宜过小（角度测量的相对误差大），也不宜过大（出射光线太弱）；大头针之间的距离适当大一些，确定的光线方向更准。\r\n\r\n**算例**：入射角 i = 60°，测得折射角 r = 35°，n = sin60°/sin35° ≈ 0.866/0.574 ≈ 1.51。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验3：n = sin60°/sin35° ≈ 1.51\", \"expr\": \"Math.round(Math.sin(Math.PI / 3) / Math.sin(35 * Math.PI / 180) * 100) / 100\", \"expect\": 1.51}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用玻璃砖当尺子画界面；画界面时玻璃砖移动了位置；把折射角量成了折射光线与界面的夹角。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、高中·选必实验 4：用双缝干涉实验测量光的波长（safetyLevel：中，涉及光源接电与强光）\r\n\r\n- **器材与安全**：光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头。光源若接 220 V，插头的插拔由老师完成，学生只操作开关；若接学生电源，接线由老师检查。灯泡工作时很烫，不用手碰。若改用激光光源：只用课堂用的低功率激光笔，不直视、不对着人和反光面，由老师操作或全程在旁。\r\n- **调节**：光源、单缝、双缝在同一条直线上，单缝与双缝平行，才能看到清晰的条纹。\r\n- **测量**：用测量头测出第 1 条和第 n 条亮条纹中心的位置，相邻亮条纹间距 Δx = (x_n − x₁)/(n − 1)；λ = Δx·d/L（d 为双缝间距，L 为双缝到屏的距离）。\r\n- **为什么测 n 条**：单个间距太小，测多个间距再平均，减小误差。\r\n\r\n**算例**：第 1 条亮纹读数 2.320 mm，第 7 条读数 16.720 mm，Δx = 14.400 mm / 6 = 2.40 mm；d = 0.25 mm，L = 1.00 m，λ = 2.40×10⁻³ × 0.25×10⁻³ / 1.00 = 6.0×10⁻⁷ m = 600 nm。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验4：Δx = 2.40 mm，λ = 600 nm\", \"expr\": \"[Math.round((16.720 - 2.320) / (7 - 1) * 1000) / 1000, Math.round(2.40e-3 * 0.25e-3 / 1.00 * 1e9)]\", \"expect\": [2.4, 600]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：Δx 用 (x_n − x₁)/n 计算（n 条亮纹之间只有 n − 1 个间距）；单缝与双缝不平行，条纹模糊。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 五、高中·选必实验 5：探究影响感应电流方向的因素（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **器材与安全**：条形磁铁、线圈、灵敏电流计、干电池、保护电阻、开关。先用干电池判断\"电流从哪个接线柱流入时指针向哪边偏\"——干电池必须串联一个大阻值的保护电阻，而且只能**瞬间试触**，否则电流过大会损坏灵敏电流计。若改用学生电源的双线圈方案（用开关接通、断开原线圈来改变磁通量），按\"中\"：学生电源只用低压挡，接线由老师检查；断开原线圈电路的瞬间会产生较高的自感电动势，手不要接触原线圈的接线柱和裸露导线。\r\n- **操作**：分别让 N 极、S 极插入和拔出线圈，记录指针偏转方向，换算成感应电流的方向，再用安培定则判断感应电流的磁场方向。\r\n- **归纳**：列表比较\"原磁场方向、磁通量怎样变化、感应电流的磁场方向\"，得出：磁通量增加时两者方向相反，减少时相同——感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化（楞次定律）。\r\n\r\n| 操作 | 线圈内原磁场 | 磁通量 | 感应电流的磁场 |\r\n|---|---|---|---|\r\n| N 极向下插入 | 向下 | 增加 | 向上（相反） |\r\n| N 极向上拔出 | 向下 | 减少 | 向下（相同） |\r\n| S 极向下插入 | 向上 | 增加 | 向下（相反） |\r\n| S 极向上拔出 | 向上 | 减少 | 向上（相同） |\r\n\r\n**常见错误**：没有先弄清电流计的偏转方向与电流方向的关系；只做 N 极插入一种情况就下结论。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 六、高中·选必实验 6：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系（safetyLevel：中，涉及学生电源接线）\r\n\r\n- **器材与安全**：可拆变压器、学生电源、多用电表（交流电压挡）。**原线圈只接学生电源的低压交流输出，电压不超过 12 V，不接 220 V**；升压的组合由老师确认：输入不超过 12 V 时，副线圈与原线圈的匝数比不超过 3，使输出不超过 36 V，做不到就只做降压、升压由老师演示；手不接触裸露的接线柱和导线；改接线圈、改变匝数前先断电；测量时先选好交流电压挡的量程。\r\n- **方法**：控制变量——保持原线圈的匝数和电压不变，改变副线圈的匝数；再保持副线圈的匝数不变，改变原线圈的匝数。\r\n- **结论**：在误差范围内 U₁/U₂ = n₁/n₂；实测的副线圈电压略小于理想值，因为有漏磁、线圈电阻和铁芯的损耗。\r\n\r\n**算例**：n₁ = 400 匝，n₂ = 200 匝，U₁ = 8.0 V。理想值 U₂ = 4.0 V，实测 3.8 V，略小，符合预期。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验6：理想值 U₂ = 8.0 × 200/400 = 4.0 V，实测 3.8 V 略小\", \"expr\": \"[8.0 * 200 / 400, 3.8 < 8.0 * 200 / 400]\", \"expect\": [4, true]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用直流电源做变压器实验（副线圈没有感应电压）；带电改接线圈。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 七、高中·选必实验 7：利用传感器制作简单的自动控制装置（safetyLevel：中，涉及接线）\r\n\r\n- **器材与安全**：热敏电阻或光敏电阻、定值电阻、电磁继电器、干电池或学生电源、小灯泡或蜂鸣器。**控制电路和工作电路都只用低压电源，不接家庭电路**；接线由老师检查后再通电。\r\n- **思路**：传感器把温度、光照的变化变成电阻的变化，再通过分压电路变成电压的变化，去控制继电器的吸合或断开。\r\n- **设计时要想清楚**：传感器的电阻随温度（或光照）怎样变化；它放在分压电路的哪一边；继电器在什么电压下吸合。\r\n\r\n**算例**（光控，示意数据）：电源 6 V，光敏电阻与 10 kΩ 的定值电阻串联。光照强时光敏电阻约 2 kΩ，它两端电压为 1 V；天黑时约 40 kΩ，它两端电压升到 4.8 V——用这个电压的升高去触发\"天黑开灯\"。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验7：光照强时 6 × 2/(2 + 10) = 1 V，天黑时 6 × 40/(40 + 10) = 4.8 V\", \"expr\": \"[6 * 2 / (2 + 10), 6 * 40 / (40 + 10)]\", \"expect\": [1, 4.8]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：不知道所用光敏电阻（或热敏电阻）的电阻随光照（或温度）怎样变化就开始接线；把传感器与定值电阻的位置接反，导致\"亮时开灯\"。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 八、高中·选必实验 8：用油膜法估测油酸分子的大小（safetyLevel：中，涉及易燃的酒精溶液）\r\n\r\n- **器材与安全**：油酸酒精溶液（由老师配制，远离明火）、浅盘、水、爽身粉（痱子粉）、注射器或滴管、玻璃板、坐标纸。爽身粉轻轻撒薄薄一层，不要扬起吸入；玻璃板边缘小心割手。\r\n- **原理**：把油膜看成由油酸分子紧密排列成的单分子层，分子直径 d = V/S，V 是一滴溶液中**纯油酸**的体积。\r\n- **步骤要点**：用注射器测出 1 mL 溶液的滴数，算出一滴溶液的体积，再乘溶液的浓度得到纯油酸的体积；油膜形状稳定后描在玻璃板上，用坐标纸数格子求面积（多于半格算一格，不足半格舍去）。\r\n\r\n**算例**：每 10⁴ mL 溶液中含纯油酸 6 mL，1 mL 溶液为 75 滴，油膜约占 110 个 1 cm² 的格子。一滴中纯油酸的体积 V = (1/75) mL × 6/10⁴ = 8×10⁻⁶ mL = 8×10⁻¹² m³，S = 1.10×10⁻² m²，d = V/S ≈ 7.3×10⁻¹⁰ m。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验8：V = 8×10⁻¹² m³，d ≈ 7.3×10⁻¹⁰ m\", \"expr\": \"[Math.round(1 / 75 * 6 / 1e4 * 1e-6 * 1e14) / 100, Math.round(1 / 75 * 6 / 1e4 * 1e-6 / 110e-4 * 1e11) / 10]\", \"expect\": [8, 7.3]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用一滴溶液的体积代替纯油酸的体积；爽身粉撒得太厚，油膜摊不开；油膜还没稳定就描轮廓。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 九、高中·选必实验 9：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **器材**：注射器（密封一定质量的空气）、压力表或压强传感器、铁架台。用玻璃注射器时按\"中\"：轻拿轻放，破损立即停用，碎玻璃交给老师处理。\r\n- **保持温度不变**：推拉活塞要缓慢；手不要握住注射器筒（手的温度会使气体升温）。\r\n- **保持质量不变**：活塞上涂润滑油，检查不漏气。\r\n- **数据处理**：计算每组的 pV，看是否近似相等；作 p-1/V 图像，是一条过原点的直线——\"化曲为直\"比 p-V 图像的双曲线更容易判断反比关系。\r\n\r\n**算例**：V = 20 mL 时 p = 1.00×10⁵ Pa，V = 16 mL 时 p = 1.25×10⁵ Pa，V = 10 mL 时 p = 2.00×10⁵ Pa，三组的 pV 都是 2.0×10⁶ Pa·mL。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"选必实验9：三组 pV 都等于 2.0×10⁶ Pa·mL\", \"expr\": \"[20 * 1.00e5, 16 * 1.25e5, 10 * 2.00e5]\", \"expect\": [2e6, 2e6, 2e6]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用手握住注射器筒；推活塞太快；作 p-V 图像后直接说\"成反比\"（曲线看不出是不是双曲线）。\n\nFile v2.11.0:references/physics-lab-exam-guide.md\n\n# 中考物理实验操作考试备考指南\r\n\r\n> 适用学段：初中（八—九年级）。\r\n> 多地把物理实验操作考试计入中考总分，但**考查清单、评分细则、分值与考法各地不同，以本地当年的考试说明为准**。本文件只给通用的评分维度、常见考查实验的操作要点与扣分点，供学生考前自查。\r\n> 实验操作要靠真实动手练，本 SKILL 只能帮学生弄懂每一步的道理，不能替代进实验室。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、五个评分维度（通用）\r\n\r\n各地评分细则的写法不同，但大多落在这五个维度上：\r\n\r\n| 维度 | 看什么 | 常见扣分 |\r\n|---|---|---|\r\n| ① 器材检查 | 器材是否齐全完好；天平、电流表、电压表、弹簧测力计先调零 | 拿到就用，没检查；忘记调零 |\r\n| ② 规范操作 | 按步骤、按安全规范操作 | 顺序颠倒；违反安全规范（带电连线、明火靠近易燃物） |\r\n| ③ 观察读数 | 视线正对刻度；需要估读的测量工具（如刻度尺）估读到分度值的下一位；带单位 | 俯视或仰视；漏写单位 |\r\n| ④ 记录结论 | 数据表填写完整；结论按规范表述（见 SKILL.md 的结论模板） | 数据空缺；结论漏写\"在……相同时\"的前提 |\r\n| ⑤ 整理器材 | 断开开关、拆除导线、器材复位、熄灭火源 | 离开时电路仍接通；酒精灯或蜡烛未熄灭 |\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、常见考查实验\r\n\r\n下面九个是各地清单里常见的实验，**不代表任何一地的考查范围**。\r\n\r\n### 1. 用天平和量筒测量物质的密度\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 天平放在水平台上，把游码移到标尺左端零刻度线处，再调节平衡螺母使横梁平衡。\r\n2. 左盘放物体、右盘放砝码；用镊子夹取砝码，按从大到小的顺序试加，最后移动游码。\r\n3. 物体质量 = 砝码总质量 + 游码左侧边缘所对的刻度值。\r\n4. 量筒读数时，视线与凹液面的底部相平。\r\n5. 测固体：先测质量、再测体积。先测体积会让物体沾水，测得的质量偏大，算出的密度偏大。\r\n6. 测液体：先测烧杯和液体的总质量，把一部分液体倒入量筒测体积，再测烧杯和剩余液体的质量，用两次质量之差计算——这样避免烧杯壁残留液体带来的误差。\r\n\r\n**常见扣分点**：游码没归零就调平衡；称量过程中去调平衡螺母；用手直接拿砝码；物体和砝码放反；量筒俯视或仰视读数。\r\n\r\n### 2. 探究凸透镜成像的规律\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，使像成在光屏中央。\r\n2. 先知道凸透镜的焦距（题目给出或先测出）。\r\n3. 物距从大于二倍焦距开始逐步减小，每次移动光屏直到像最清晰，再记录物距、像距和像的性质。\r\n4. 物距小于焦距时，光屏上承接不到像，要从光屏一侧透过凸透镜观察，看到的是正立、放大的虚像。\r\n\r\n**常见扣分点**：三者中心不在同一高度；像没调到最清晰就记录；物距小于焦距时还在光屏上找像。\r\n\r\n**安全**：点燃的蜡烛是明火，按\"中\"组织：远离纸张等易燃物，实验结束后熄灭；不在家单独做。\r\n\r\n### 3. 探究串联、并联电路中电流（电压）的规律\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 连接电路时开关断开。\r\n2. 电流表串联在被测电路中，电压表与被测部分并联；电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出。\r\n3. 不能估计电流或电压大小时，先用大量程试触，再换用合适的量程。\r\n4. 换用不同规格的小灯泡多做几次，得出普遍规律。\r\n\r\n**常见扣分点**：开关闭合着连线；正负接线柱接反；量程选择不当；只测一组就下结论；用两只相同规格的灯泡——容易得出\"各支路电流一定相等\"这类只在特殊情况下成立的结论。\r\n\r\n### 4. 伏安法测电阻\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 连接电路时开关断开；闭合开关前把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，保护电路。\r\n2. 电压表并联在待测电阻两端，电流表串联在电路中。\r\n3. 调节滑片改变电压，测出几组对应的电压和电流。\r\n4. 测**定值电阻**：多次测量求平均值，减小误差。\r\n5. 测**小灯泡的电阻**：灯丝电阻随温度（亮度）变化，**不能求平均值**；多测几组是为了观察电阻怎样随电压变化。\r\n\r\n**常见扣分点**：闭合开关前滑片不在阻值最大处；对小灯泡的电阻求平均值；电表接反或量程不当。\r\n\r\n### 5. 测量小灯泡的电功率\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 电路连接规范同上：开关断开，闭合前滑片置于阻值最大处。\r\n2. 移动滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压，读出此时的电流，额定功率 P = UI。\r\n3. 再测电压略低于、略高于额定电压时的实际功率，观察亮度的变化。\r\n4. 不同电压下的功率对应不同的工作状态，**不能求平均值**。\r\n\r\n**常见扣分点**：没把电压调到额定电压就读数；把几次测得的功率取平均；电压调得过高。\r\n\r\n**安全**：电压略高于额定电压即可，不要调得过高，以免烧坏灯泡。\r\n\r\n### 6. 探究杠杆的平衡条件\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 实验前调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡——便于直接从杠杆上读出力臂，并消除杠杆自重对实验的影响。\r\n2. 实验中不再调节平衡螺母，通过改变钩码的数量和位置，使杠杆重新在水平位置平衡。\r\n3. 改变条件多做几次，得出普遍规律。\r\n\r\n**常见扣分点**：挂上钩码后又去调平衡螺母；只做一次就下结论。\r\n\r\n### 7. 探究影响滑动摩擦力大小的因素\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 弹簧测力计在水平方向上调零。\r\n2. 用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等。\r\n3. 控制变量：研究压力的影响时保持接触面的粗糙程度不变，研究接触面粗糙程度的影响时保持压力不变。\r\n\r\n**常见扣分点**：没有匀速拉动就读数；测力计没有沿水平方向拉；同时改变了两个因素。\r\n\r\n### 8. 探究平面镜成像的特点\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 用透明玻璃板代替平面镜，便于确定像的位置。\r\n2. 玻璃板与桌面垂直。\r\n3. 用两支完全相同的蜡烛：一支点燃放在玻璃板前，另一支不点燃，在玻璃板后移动，直到与像完全重合——用来比较像与物的大小。\r\n4. 在像的位置放一块光屏，**直接**观察光屏上有没有像，判断所成的是虚像。\r\n\r\n**常见扣分点**：玻璃板没有竖直，后面的蜡烛无法与像重合；两支蜡烛不相同；透过玻璃板去看光屏，误以为光屏上有像。\r\n\r\n**安全**：点燃的蜡烛是明火，按\"中\"组织：远离易燃物，实验结束后熄灭；不在家单独做。\r\n\r\n### 9. 探究水在沸腾前后温度变化的特点\r\n\r\n**操作要点**\r\n1. 组装器材自下而上：先根据酒精灯外焰的高度固定铁圈；拆除时自上而下。\r\n2. 温度计的玻璃泡全部浸入水中，不碰到容器底和容器壁。\r\n3. 读数时温度计不离开水，视线与温度计内液柱的液面相平。\r\n4. 水沸腾后继续加热几分钟并记录温度，观察沸腾时温度是否变化。\r\n\r\n**常见扣分点**：温度计的玻璃泡碰到杯底或杯壁；把温度计从水中取出读数；组装顺序颠倒。\r\n\r\n**安全**：用火柴点燃酒精灯，不用燃着的酒精灯去引燃另一盏；用灯帽盖灭，不用嘴吹；小心沸水和受热器材烫伤。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、口述—对照—找坑：用本 SKILL 自查\r\n\r\n1. **口述**：学生按顺序说一遍完整步骤，从检查器材说到整理器材。\r\n2. **对照**：对照第一节的五个维度逐项追问原因，例如\"闭合开关前为什么要把滑片放到阻值最大处\"（保护电路）。\r\n3. **找坑**：用\"如果不这样做会怎样\"追问扣分点，例如\"先测体积再测质量，测出的密度偏大还是偏小\"。\r\n\r\n学生能说清原因的步骤，考场上不容易漏；只会背的步骤，换一套器材就容易乱。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、边界\r\n\r\n- 操作考试要靠真实动手练；本 SKILL 只帮梳理步骤、评分点和原理，不能替代进实验室。\r\n- 不教怎样省步骤应付评分——按规范完整操作本身就是考点，也是安全要求。\r\n- 正在进行的实验操作考试中不提供帮助（`shared/hint-ladder.md` §〇）。\r\n- 在家做实验：只讨论不用明火、不接家庭电路、不用化学品的小实验；涉及 220 V 家庭电路或明火加热的，一律不提供在家操作的步骤。\n\nFile v2.11.0:shared/ai-item-check.md\n\n\r\n\r\n# AI 出题自检协议\r\n\r\n> 任何由 SKILL 即兴生成的题目（同类题、变式题、纯净版题、梯度题、迁移测试、测评题、听力/阅读材料后的题），在发给学生或老师之前必须通过以下自检。通不过的题不得输出。\r\n\r\n## 一、自检步骤（模型内部完成，不向学生展示）\r\n\r\n1. **自解**：先完整解一遍，得到答案。\r\n2. **有解且唯一**：解存在；若为求值题答案唯一；若为开放题，写明\"开放题，参考答案不唯一\"。\r\n3. **条件充分且不多余**：删掉任一条件是否仍可解？增加了矛盾条件？（例：\"直线与 x 轴围成三角形\"不成题；\"不过第二象限且过第二象限\"无解。）\r\n4. **数值友好**：初中题默认整数或简单分数解；出现循环小数/无理数须是题目本意。应用题中的人数、件数、次数必须为非负整数。\r\n5. **学段内**：用到的概念、公式、术语不超出该 SKILL `grade_bands` 声明的学段（对照 `shared/vocab.md §10`）；超出则删题或标 `⚠高中`。\r\n6. **与原题同型**：作为\"同类题\"时，考查的通用维度和子类型必须与原错题一致（`shared/vocab.md §1-2`），只换情境或数字。\r\n7. **物理量合理**：物理题检查单位制、数量级（例：初中生跑步速度 4-6 m/s，家用电压 220 V）、图示是否可画。\r\n8. **语言题**：英语题检查语法本身正确、目标语法点只出现一次；语文病句题检查\"原句确实有病\"且\"修改后确实无病\"。\r\n\r\n## 二、输出标注\r\n\r\n- 学生端：题后不标注，但若学生质疑\"这题是不是有问题\"，必须认真复核，不得坚持错题。\r\n- 老师端：AI 生成的题必须标注 `【AI 生成，入库前请人工验算】`，未经老师确认不得写入资源库或试卷。\r\n\r\n## 三、示例题回归\r\n\r\nreferences 中的示例题视同 AI 生成题：每次修改 references 后，按本协议逐题验算一遍。CI 有三道检查：\r\n\r\n1. **声明**（A1）：含示例题的文件顶部须有一行 `> 示例题验算：YYYY-MM-DD`。\r\n2. **不得过期**（A2）：声明日期不得早于文件最后一次实质提交（纯升版提交不算）。改了题没重新验算、没更新日期，CI 直接失败——日期是承诺，不是装饰。\r\n3. **机器断言**（`scripts/verify-examples.mjs`）：关键数值结论写成可执行的 `verify` 块，CI 每次替你算：\r\n\r\n ```verify\r\n {\"claim\": \"184 分题改为 175 分后 x 为整数\", \"expr\": \"Number.isInteger((175 - 100) / 7)\", \"expect\": true}\r\n ```\r\n\r\n `expr` 是只含 Math 与字面量的 JS 表达式，`expect` 按 JSON 相等比较。历史上出过的病题（无解、非整数解、不成题）都应留一条断言，题目一改断言就红。\n\nFile v2.11.0:shared/crisis-exception.md\n\n\n\n# 危机例外（共享片段）\r\n\r\n> 所有可能读到学生情绪文本的 SKILL 必须引入本片段，位置在任何\"熔断 / 温情转化 / 焦虑处理 / 家长输出\"规则**之前**。完整处置流程见 `shared/crisis-referral-protocol.md`（随每个技能包分发）。\r\n\r\n## 适用地域（先读这一节）\r\n\r\n本库的默认部署环境是**中国大陆的中文 K12 场景**，下文列出的求助号码也只在中国大陆有效。\r\n\r\n**在其他地区使用时，号码必须先本地化，不得原样照搬。** 具体做法：\r\n\r\n1. **不确定所在地区时先问一句**：\"你现在在哪个国家或地区？我需要据此给你当地的求助方式。\"——问清楚之前，只做\"联系身边信任的成年人\"这一条通用引导。\r\n2. 已知在中国大陆 → 用下文\"最低话术\"一节的号码（完整清单见 `shared/crisis-referral-protocol.md` 第五节）。\r\n3. 已知在其他地区 → **不要输出中国大陆号码**，改为：\"请拨打你所在国家/地区的紧急电话\"，并建议联系学校辅导员、家庭医生或当地青少年求助热线。若平台配置了本地渠道，用配置值。\r\n4. 任何情况下，\"找一位信任的成年人\"与\"如有即时危险请立刻拨打当地紧急电话\"这两条都通用，可以先说。\r\n\r\n部署方若面向中国大陆以外的用户，应在上架说明中替换下文\"最低话术\"一节与 `shared/crisis-referral-protocol.md` 第五节的渠道清单。\r\n\r\n## 在 SKILL.md 中的写法（复制以下三行，不要改写）\r\n\r\n```text\r\n⚠️ 危机例外（最高优先级）：若对话中出现自伤/自残、轻生念头、遭受霸凌或伤害、持续严重绝望、家庭安全问题等超出学习范畴的信号，立即停止本 SKILL 的一切流程（含熔断、温情转化、数据展示、出题、家长摘要），按 shared/crisis-exception.md 处置：稳住不评判 → 说明 AI 边界 → 如实提示联系信任的成年人 → 按所在地区给出求助渠道（不确定地区时先问；中国大陆即时危险为 110/120，其他地区用当地紧急电话）。宁可误报，不可漏报；档案只记\"已转介\"的处置事实。\r\n```\r\n\r\n家庭安全类信号的不记情形，以下文\"家庭安全类信号\"一节为准。\r\n\r\n## 各类流程的接入点\r\n\r\n| 流程 | 接入位置 |\r\n|---|---|\r\n| 熔断 / \"太难了、放弃了\" 分支（费曼、梯度训练、解题教练） | 进入熔断话术**之前**先做危机信号检查 |\r\n| 焦虑处理（数学/物理错误 DNA、错题本情绪性失误） | 焦虑信号分级：学习压力 → 本 SKILL 处理；危机信号 → 本片段 |\r\n| 家长可见输出（家庭看板、月报家长页、周报家庭版、兴趣简报、老师端家长反馈） | 生成前检查；出现危机信号时**不得**低敏转化，如实提示监护人。**家庭安全类信号除外**：不写进任何家长可见的输出，也不借它提示监护人（见下一节） |\r\n| 倾诉类入口（\"说出让你分心的事\"） | 只接收与学习相关的内容；出现危机信号立即切换 |\r\n| 自建 SKILL 模板（开发者工具） | 模板头部固定带本片段，且不允许写\"不对情绪负责 / 等自习结束再说\"类规则 |\r\n\r\n## 家庭安全类信号（伤害可能来自家里）\r\n\r\n学生说到家里有人打他、经常谩骂、恐吓他、虐待他（含性侵害），不给饭吃、长期没人照料，把他赶出家门或威胁送走他，或者说害怕回家——伤害可能来自家里。这时去提示监护人，可能让孩子更危险。所以这一类**不按\"提示监护人\"处理**，其余处置照旧：\r\n\r\n- **对学生**：先说\"这不是你的错\"。不劝他去告诉可能伤害他的家人，也不劝他回家\"好好沟通\"；建议尽快告诉信任的大人——老师、班主任、学校的心理老师，或不住在一起、信得过的亲戚。学生自己说家里另一位大人（比如妈妈）能保护他，不反驳，同时仍建议告诉老师。有即时危险时，按上文\"适用地域\"给紧急电话。\r\n- **家长可见的内容**（家庭看板、周报家庭版、月报家长页、兴趣简报、老师端的家长反馈与家长消息）：不写这件事，不暗示，也不借这些内容提示监护人。学生端只对学生本人说，老师端只对老师说（家长、监护人自己说起家里有人打孩子的，按下文\"家长、监护人自己说打了孩子\"一条）。学生与监护人共用会话或设备、或小学有家长在旁边时，回应里不复述学生说的细节，也不提\"家里\"，只建议去找老师、班主任或学校的心理老师（家庭版最低话术里的\"不住在一起、你信得过的亲戚\"也不说）。\r\n- **老师端**（本条与下面三条里的报告途径、部门与法条都按中国大陆写，其他地区见下面第三条末句）：不先联系监护人，不找家长核实或对质；不起草提到这件事的家长消息；处置之后，照常的学习反馈照旧（不突然中断；学校或有关部门另有安排的，听他们的），也不在里面暗示。不追问学生细节，也不承诺替学生保密（可以告诉学生：会请能保护他的人来帮忙）；学生的原话、时间和看到的伤如实写进交给学校或公安的报告，不写进本库的工作空间与记录。要不要告诉家长、告诉哪一位，由学校（机构）和公安、民政等部门决定。\r\n - 学校老师：当天按学校的学生保护流程，报告班主任或学校分管学生保护工作的校领导（有的学校设学生保护专员；老师本人就是班主任的，直接报告分管校领导），由学校依照规定向公安、民政、教育等部门报告；学校没有及时报告的，老师自己直接向公安机关报告（也可以向主管教育行政部门报告）——这项报告义务，法律也规定给了教职工本人。依据：《未成年人学校保护规定》第四十七条（学校和教职工发现学生遭受或疑似遭受家庭暴力、虐待、遗弃、长期无人照料等不法侵害的，应当依照规定及时向公安、民政、教育等有关部门报告）、第四十八条；《反家庭暴力法》第十四条——学校及其工作人员发现未成年学生遭受或疑似遭受家庭暴力的，应当及时向公安机关报案，公安机关对报案人的信息保密；性侵害、性骚扰另见《未成年人保护法》第四十条（学校不得隐瞒，应当及时向公安机关、教育行政部门报告）。\r\n - 校外培训机构的老师按机构的流程报告，机构没有流程或没有及时报告的，自己直接向公安机关报告；独立教师没有机构，当天直接向公安机关报告。依据：《未成年人保护法》第十一条——密切接触未成年人的单位（第一百三十条：含学校、校外培训机构）及其工作人员，在工作中发现未成年人身心健康受到侵害、疑似受到侵害或面临其他危险情形的，应当立即向公安、民政、教育等有关部门报告；任何组织或个人发现这类情形，都有权劝阻、制止，或向这些部门检举、控告。\r\n - 正在发生危险时立即报警（中国大陆为 110）。学生说不敢回家、向学校求助时，学校不得拒绝、推诿，需要救助的先行救助：先别让他一个人回家，等学校和公安、民政部门安排（《未成年人学校保护规定》第四十九条）。学生已满 18 周岁、能自己作主时，上面引的强制报告条文不适用：老师照样告诉学校，向外报案先听学生本人的意见，并告诉他可以向居委会、妇联求助或向公安机关报案（《反家庭暴力法》第十三条）；正在发生危险时照样报警。在其他地区，按当地法律与学校规程报告，求助方式按上文\"适用地域\"。\r\n- 说到被打、被伤害，但说不清是不是家里人干的，按本节处理。只是被爸妈批评、说了几句重话，家里吵架（没人动手）或父母离婚，没有挨打、没有经常被谩骂、恐吓，也没说怕回家的，不算本类：其中的自伤、轻生信号照常提示监护人。家里有大人动手打人或拿刀等凶器吓人，就算不是冲着他（比如爸爸打妈妈），也按本节处理。本类和自伤、轻生信号一起出现时按本节处理，求助热线与紧急电话照样给；老师端报告时把自伤风险一并说明。\r\n- **家长、监护人自己说打了孩子**（比如\"考成这样，昨晚我揍了他一顿\"），或说把孩子关在门外、赶出家门、不给饭吃，或说马上要这样做：伤害就来自正在说话的人，同样按本节处理，只是说话的对象换成家长。\r\n - 对家长（学生端：家长在用或在旁边）：用下文\"最低话术\"里的家长版。不说教、不贴标签、不吓唬（不说\"我要报警\"\"我要告诉学校\"这类话），也不当作没听见、照常往下讲题。先问孩子现在怎么样、有没有受伤，受了伤先处理，需要的话去医院；说清一句：打骂解决不了学习上的问题，法律也要求家长用文明的方式教育孩子、不允许家庭暴力（《未成年人保护法》第十七条、《家庭教育促进法》第二十三条、《反家庭暴力法》第十二条）；还在气头上的，先离开一会儿，平静下来再谈学习；学习上的难处可以和孩子的班主任或学校的心理老师一起想办法，确认在中国大陆后也可以打 12355（青少年服务台，亲子关系与家庭教育的事也接）。家长说马上要打、还没动手的，不问受伤，先说一句\"请先别动手\"，再接家长版第 2 至 4 行。家长不认同（如\"打孩子是我自己家的事\"）的，不争辩、不重复说教，说一句\"孩子的安全最要紧，需要帮忙随时可以找班主任\"。之后再回到学习的事：先给家长一两件能陪孩子一起做的事，不罗列分数、错题与弱项清单。\r\n - 正在打、孩子伤得重、孩子这会儿正被关在门外或赶出了家门，或家长说控制不住自己：有即时危险，停下一切流程，按上文\"适用地域\"给紧急电话（中国大陆为 110/120；只是孩子伤得重、没有别的危险的，给 120）；孩子被关在门外或赶出了家门的，先请家长马上把孩子领进屋，找不到孩子的立即报警；家长说控制不住自己的，先请他离开孩子所在的房间，家里有别的大人的，请那位大人照看孩子。\r\n - 孩子可能就在旁边（共用会话或设备、小学有家长在旁边）：家长版照说，法律那句不展开，也不评判这次算不算家庭暴力；不当着孩子数落家长，不复述细节，也不让孩子表态；之后孩子单独说到挨打、害怕回家的，按本节对学生的做法。\r\n - 家长说的是家里另一位大人打孩子（对这位家长不用上面的家长版）：先护住孩子和自己，正在发生危险时报警；孩子或自己受了伤的先去医院，病历和伤情照片留好；不劝他先去和打人的一方\"好好谈\"；可以向居委会（村委会）、妇联投诉、求助，或向公安机关报案（《反家庭暴力法》第十三条），也可以向法院申请人身安全保护令（第二十三条），告诉孩子的班主任，请学校一起帮忙；确认在中国大陆后，也可以打 12355 咨询。手机或设备打人的一方也会用的，提醒家长看完可以删掉这段对话。\r\n - 这件事不写进本库的档案和任何记录（处置事实也不记），不写进家长可见的内容，学习记录里也不把挨打写成原因或教训。老师端：家长发来的原消息留着（截图），不删。\r\n - 老师端：家长在消息里或当面对老师说自己打了孩子，也是疑似家庭暴力，照上面\"老师端\"一条报告（报告途径相同；家长的原话和时间如实写进报告）。回这位家长的消息时，在学习安排之外加一句不带指责的劝阻，比如\"成绩的事我们一起想办法，请别因为成绩打骂孩子\"——这一句和下面给保护方家长的回复，是上面\"不起草提到这件事的家长消息\"仅有的两个例外；不提报告，不追问打成什么样，不对质。家长说到孩子受了伤、经常这样，或把孩子关在门外、赶出家门、不给饭吃的，老师自己看到孩子身上有伤的也算，先报告（孩子这会儿还在门外或找不到的，按正在发生危险立即报警），回不回、怎么回听学校（机构）和公安的；他们交代之前，照常的学习反馈照旧，不提这件事，也不加这句劝阻。家长只说要打、还没动手的，回消息时同样加这一句劝阻，并留意孩子之后的状况（学校老师同时告诉班主任）；说要拿棍子、皮带等东西打，或说自己控制不住的，孩子面临危险，照上面\"老师端\"一条报告，回消息时照样加这一句劝阻；说眼下就要动手的，按正在发生危险立即报警；孩子之后说到挨打、身上有伤或害怕回家的，按本节处理。家长说的是家里另一位大人打孩子的，同样照上面\"老师端\"一条报告；回这位家长时可以写\"谢谢您告诉我。孩子和您的安全最要紧，遇到危险请先报警，居委会、妇联也都可以求助\"，不在消息里问细节、复述细节（手机可能被打人的一方看到）。学生已满 18 周岁的，照上面\"老师端\"一条里成年学生的写法：向外报案先听学生本人的意见。\r\n- 档案照旧只记\"已转介\"的处置事实，不写家庭信息，也不记\"已提示监护人\"；家长可见的内容不显示这条记录。小学有家长在旁边、学生与监护人共用会话或设备，或家长自己说打了孩子时，这一条不记；事后的跟进只在确认是学生本人、身边没有家里人时再问。\r\n\r\n## 最低话术\r\n\r\n**通用部分（任何地区都可以先说）：**\r\n\r\n```text\r\n谢谢你愿意告诉我。这件事很重要，比任何题目都重要。\r\n我是学习伙伴，帮不了这么重要的事，但我很在意你。\r\n现在能不能找一位你信任的大人——爸爸妈妈、老师、或学校的心理老师——把刚才的话告诉他们？\r\n如果你现在就有危险，请立刻拨打你所在地区的紧急电话。\r\n```\r\n\r\n**伤害可能来自家里时**（见\"家庭安全类信号\"一节），通用部分改用这一版：\r\n\r\n```text\r\n谢谢你愿意告诉我。这不是你的错。\r\n这件事需要能保护你的大人来帮你。我是学习伙伴，帮不了这么大的忙，但我很在意你。\r\n能不能尽快找一位你信任的大人——老师、班主任、学校的心理老师，或者不住在一起、你信得过的亲戚——把刚才的话告诉他们？\r\n你现在安全吗？如果现在就有危险，请立刻拨打你所在地区的紧急电话。\r\n```\r\n\r\n**家长、监护人自己说打了孩子时**（学生端用，见\"家庭安全类信号\"一节；老师端回家长的消息不用这一版，照该节\"家长、监护人自己说打了孩子\"一条里的\"老师端\"一小条写），先说这一版：\r\n\r\n```text\r\n学习的事先放一放，我想先问一句：孩子现在怎么样？有没有受伤？受了伤先处理，需要的话带孩子去医院。\r\n成绩也好，作业也好，打骂都解决不了问题；法律也要求家长用文明的方式教育孩子，不允许家庭暴力。\r\n要是火气还没下去，先离开一会儿，等平静下来再谈学习。\r\n学习上的难处我可以帮着一起看，也可以找孩子的班主任或学校的心理老师一起想办法。孩子伤得重，或者现在还有危险的，请立刻拨打您所在地区的急救或紧急电话。\r\n```\r\n\r\n**家长版确认在中国大陆后，补这一句**（不用下面给学生的那段；有即时危险时按\"家庭安全类信号\"一节给 110/120）：\r\n\r\n```text\r\n亲子关系、家庭教育上的难处，也可以打 12355（青少年服务台）；孩子伤得重的，打 120。\r\n```\r\n\r\n**确认在中国大陆后，再补这一句：**\r\n\r\n```text\r\n即时危险可以打 110 或 120。\r\n也可以打 12355（青少年服务台）或 400-161-9995（希望24热线）。\r\n```\r\n\r\n**确认在其他地区时：**\r\n\r\n```text\r\n我这里只有中国大陆的求助号码，可能不适用于你所在的地方。\r\n请拨打你所在国家/地区的紧急电话，或联系学校的辅导老师。\r\n```\r\n\r\n## 禁止\r\n\r\n- 不做诊断、不贴\"抑郁/焦虑症\"标签。\r\n- 不承诺替学生保密到掩盖危险。\r\n- 家庭安全类信号：不劝学生去告诉可能伤害他的人，不借家长可见的内容提示监护人；老师端不先联系监护人（家长自己说起家里有人打孩子时回他的消息不算，见\"家庭安全类信号\"一节）；家长自己说打了孩子时，不当作没听见，也不说教、吓唬（老师端的严重情形，学校、公安交代之前回家长的消息不提这件事，见同一节）。\r\n- 不把危机信号写进\"本周阳光总结 / 攻坚蓄能期\"。\r\n- 不在档案中记录事件细节，只记录\"已触发危机转介、已提示成年人/求助渠道\"的处置事实（schema `safetyRecord`）——**且只在档案已经开启（profileEnabled 为 true）时记**；没开档案就什么都不写，也不为了记这一条去建档。**记录动作只由学习DNA 执行**（它是 `safetyRecord` 的唯一写入方，见其授权规则表“危机转介”一行）；其他 SKILL 不写 `safetyRecord`，职责到按本文处置为止。\r\n- **不在未确认地区的情况下，把中国大陆号码当作通用紧急联系方式输出。**\n\nFile v2.11.0:shared/crisis-referral-protocol.md\n\n\n\n# 危机识别与转介协议（全库共享安全底线）\r\n\r\n> 适用学段：全部（小学低段至高中，无例外）。\r\n> 本协议是小智伴学全库的**安全底线**，优先级高于任何\"低敏温情转化\"\"家长看板输出\"或\"学习状态观察\"规则。\r\n> 适用于：`xiaozhi-learning-dna`（学习情绪维度 §7）、`xiaozhi-weekly-review`（家庭分享版）、以及任何可能接触到学生情绪/求助信号的 SKILL。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、为什么需要这条底线\r\n\r\n学习情绪维度与家庭看板的\"低敏温情转化\"（把\"高度焦虑/挫败抗拒\"转述为\"攻坚蓄能期/静息调整期\"）在**普通学习压力**场景是恰当的——避免激化家长焦虑。\r\n\r\n但当出现**超出学习支持范畴的危机信号**时，低敏转化会**掩盖真实求救信号**，是危险的。此时必须**立即切换到本协议**，停止一切美化措辞。\r\n\r\n> ⚠️ 核心原则：**宁可误报，不可漏报。** 涉及未成年人安全时，谨慎地\"多提示一次监护人\"，远好过把求救信号包装成\"学习状态正常波动\"。伤害可能来自家里时例外：不提示监护人，见第三节末的\"家庭安全类信号\"。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、危机信号（出现任一即触发本协议）\r\n\r\n- **自伤/自残**：提到伤害自己、已经伤害过自己、\"疼一下会好受些\"等。\r\n- **轻生念头**：提到不想活、\"消失就好了\"、\"没有我大家会更好\"、交代后事、赠送珍视物品等。\r\n- **遭受伤害**：提到被打、被欺凌/霸凌、被威胁、被孤立、遭受身体或性的侵害。\r\n- **持续严重低落/绝望**：长时间（非一次考试失利）表达\"一切都没意义\"\"怎么努力都没用\"\"我是废物\"，伴随睡眠/食欲/兴趣的明显改变。\r\n- **家庭安全问题**：提到家中暴力（挨打，或经常被谩骂、恐吓；看到、听到家里大人打人或拿刀等凶器吓人也算）、虐待（含性侵害）、被忽视到影响基本安全，或害怕回家、被赶出家门、被威胁送走。处置与其他信号不同，见第三节末的\"家庭安全类信号\"。\r\n\r\n> 说明：这些是**安全信号识别**，**不是**心理诊断。不要给学生贴\"抑郁症\"\"焦虑症\"等标签。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、触发后必须做（按顺序）\r\n\r\n1. **停止低敏转化**：不把该信号写成\"攻坚蓄能期/静息调整期/信心重建期\"等安抚话术；不\"报喜不报忧\"。\r\n2. **稳住、不评判、不追问细节**：表达关心与陪伴（\"谢谢你愿意告诉我，你现在的感受很重要\"），**不要**追问细节、不要说教、不要轻描淡写（\"别想太多\"\"大家都这样\"）。\r\n3. **明确 AI 的边界**：坦诚\"我是学习伙伴，帮不了这么重要的事，但我很在意你，希望你现在就找到能真正帮到你的人\"。\r\n4. **如实、及时提示可信的成年人**：建议学生立即联系**信任的成年人**（父母/监护人、老师、学校心理老师）。若信号出现在家长/监护人可见的看板或报告场景，**如实、不美化**地提示监护人尽快关注与陪伴，并建议寻求专业帮助——**不得**用低敏话术冲淡。伤害可能来自家里时，本步改按本节末的\"家庭安全类信号\"做。\r\n5. **提供专业求助渠道**（见第五节）。\r\n6. **如有即时危险**（正在自伤、有立即轻生行动等）：建议**立即拨打所在地区的紧急电话**或前往最近的医院急诊。具体号码按第五节的地域判断给出——确认在中国大陆才说 110/120，其他地区说\"你所在国家/地区的紧急电话\"。\r\n\r\n**家庭安全类信号（伤害可能来自家里）**：第 4 步改为下面的做法；第 3 步的说法改用 `shared/crisis-exception.md` 家庭版最低话术（先说\"这件事需要能保护你的大人来帮你\"），其余各步照旧。提示可能造成伤害的监护人，可能让孩子更危险。\r\n\r\n- 先告诉学生\"这不是你的错\"。不劝他去告诉可能伤害他的家人，也不劝他回家\"好好沟通\"；建议尽快告诉**家庭以外信任的成年人**（老师、班主任、学校心理老师，或不住在一起、信得过的亲戚）；学生自己说家里另一位大人能保护他，不反驳，同时仍建议告诉老师。\r\n- 不在家长/监护人可见的看板、报告、家长消息里写这件事，不暗示，也不借它们提示监护人（家长、监护人自己说起家里有人打孩子的，见本节\"家长、监护人自己说打了孩子\"一条）；学生与监护人共用会话或设备、或小学有家长在旁边时，回应里不复述细节，也不提\"家里\"，只建议去找老师、班主任或学校心理老师（家庭版最低话术里的\"不住在一起、你信得过的亲戚\"也不说）。\r\n- 老师端：不先联系监护人，不找家长核实或对质，不追问学生细节，不承诺替学生保密；不起草提到这件事的家长消息。学校老师当天按学校的学生保护流程，报告班主任或学校分管学生保护工作的校领导，由学校依照规定向公安、民政、教育等部门报告；学校没有及时报告的，老师自己直接向公安机关报告，这项报告义务法律也规定给了教职工本人（《未成年人学校保护规定》第四十七、四十八条；家庭暴力另见《反家庭暴力法》第十四条，性侵害另见《未成年人保护法》第四十条）。校外培训机构的老师按机构的流程报告，机构没有流程或没有及时报告的，自己直接向公安机关报告；独立教师当天直接向公安机关报告（《未成年人保护法》第十一条）。要不要告诉家长、告诉哪一位，由学校（机构）和有关部门决定。正在发生危险时立即报警（中国大陆为 110，其他地区用当地紧急电话）；学生说不敢回家、向学校求助时，需要救助的，学校先行救助，先别让他一个人回家（《未成年人学校保护规定》第四十九条）。学生已满 18 周岁的，向外报案先听本人意见，正在发生危险时照样报警。其他地区按当地法律与学校规程报告。\r\n- 说到被打、被伤害，但说不清是不是家里人干的，按本条做。只是被父母批评、说了几句重话，家里吵架（没人动手）或父母离婚，没有挨打、没有经常被谩骂、恐吓，也没说怕回家的，不算本类：其中的自伤、轻生信号照常按第 4 步提示监护人。家里有大人动手打人或拿刀等凶器吓人，就算不是冲着他（比如爸爸打妈妈），也按本条做。本类和自伤、轻生信号一起出现时按本条做，第 5、6 步照旧；老师端报告时把自伤风险一并说明。\r\n- 家长、监护人自己说打了孩子（或说把孩子关在门外、赶出家门、不给饭吃，或说马上要这样做）：说话的对象换成家长，照 `shared/crisis-exception.md` 本类一节\"家长、监护人自己说打了孩子\"一条与家长版最低话术——不说教、不吓唬，也不当作没听见；先问孩子有没有受伤，说清打骂解决不了学习上的问题、法律也要求家长用文明的方式教育孩子、不允许家庭暴力，建议先冷静、找班主任或学校心理老师一起想办法；正在打、伤得重、孩子正被关在门外或赶出了家门，或家长说控制不住自己时按第 6 步，号码与第一步照 `shared/crisis-exception.md` 同一条。孩子可能在旁边时，不当着孩子数落家长，不复述细节，也不让孩子表态。家长说的是另一位家里人打孩子的，建议先护住孩子和自己，正在发生危险时报警，不劝他先去和打人的一方\"好好谈\"；也可以向居委会（村委会）、妇联或公安机关求助（《反家庭暴力法》第十三条），告诉孩子的班主任，请学校一起帮忙。这件事不记档案（处置事实也不记）。老师端听家长自己说打了孩子，照上面老师端一条报告；回这位家长的消息只加一句不带指责的劝阻，不提报告、不追问、不对质；孩子受了伤、经常这样，或被关在门外、赶出家门、不给饭吃的，先报告（孩子这会儿还在门外或找不到的，立即报警），回不回、怎么回听学校（机构）和公安的，交代之前照常的学习反馈照旧，不提这件事。家长说的是另一位家里人打孩子的，老师端同样报告，回复只给求助途径，不问、不复述细节。\r\n- 档案的处置事实记\"已建议联系信任的成年人\"，不记\"已提示监护人\"；小学有家长在旁边、学生与监护人共用会话或设备，或家长自己说打了孩子时，处置事实也不记。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、禁止（触发本协议时）\r\n\r\n- ❌ 不把危机信号做低敏转化后写进家长看板/周报\"阳光总结\"。\r\n- ❌ 不承诺\"替你保密\"到掩盖危险的程度——学生安全高于隐私偏好。\r\n- ❌ 家庭安全类信号：不劝学生去告诉可能伤害他的人，不借家长可见的内容提示监护人，老师端不先联系监护人（家长自己说起家里有人打孩子时回他的消息不算，见第三节）。\r\n- ❌ 不做心理诊断、不贴病理标签、不评判对错。\r\n- ❌ 不把危机的**具体隐私细节**（家庭事件、创伤细节等）写入长期档案；档案中仅可记录\"已触发危机转介、已提示监护人/建议专业求助\"这一**处置事实**（由学习DNA 记入 `safetyRecord`，其他 SKILL 不写），不留敏感细节。\r\n- ❌ 不因\"要保持温情/不想吓到家长\"而弱化提示。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 五、专业求助渠道\r\n\r\n> ⚠️ **先确认地区再给号码。** 下列号码**只在中国大陆有效**。不确定学生所在地区时，先问\"你现在在哪个国家或地区\"；在问清之前只做\"联系身边信任的成年人 / 拨打你所在地区的紧急电话\"这类通用引导，**不要**直接报出中国大陆号码。\r\n\r\n### 中国大陆\r\n\r\n- **紧急危险**（正在发生的伤害/立即风险）：**110（警) / 120（急救）**\r\n- **北京心理危机研究与干预中心** 24 小时热线：**010-82951332**\r\n- **希望24热线**（生命教育与危机干预）：**400-161-9995**\r\n- **共青团 12355** 青少年服务台（心理与法律援助）：**12355**\r\n- 学校心理老师 / 当地精神卫生中心 / 未成年人保护热线\r\n\r\n> 提示：具体号码可能随地区与时间变化，使用前请让学生/家长核实当地有效渠道；中国大陆的即时危险以 110/120 为准。\r\n\r\n### 中国大陆以外\r\n\r\n不要输出上面的号码。改为：\r\n\r\n- **即时危险**：请拨打你所在国家/地区的紧急电话\r\n- 学校辅导老师 / 家庭医生 / 当地青少年心理支持热线\r\n- 若部署方在平台侧配置了本地求助渠道，优先使用配置值\r\n\r\n部署到中国大陆以外时，运营方应在上架说明与本节中替换为当地渠道。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 六、事后\r\n\r\n- 危机缓解后，**回归学习支持角色**，不反复追问、不把学生当\"病人\"看待。\r\n- 若学生愿意，可温和确认\"你后来找到能帮你的人了吗？\"，但不施压。家庭安全类信号只在确认是学生本人、身边没有家里人时问。\r\n- 长期档案仅保留\"处置事实 + 是否已连接到成年人/专业支持\"，供后续温和跟进，不留敏感细节。\n\nFile v2.11.0:shared/grade-bands.md\n\n\n\n# 学段参数表\r\n\r\n> 与 `shared/vocab.md §10` 配套。所有涉及时间、时长、课时、提醒窗口的 SKILL 只引用本表，不在正文写死数字。以下为**默认经验值**，用户（学生/监护人/老师）可在会话中调整；调整后以用户设置为准。第一节表下的睡眠时间与就寝时间、第三节校外培训的时段上限（小学低段、中段、高段再提前的三个时刻是本库默认）、第五节作业总量出自国家规定，只能往更严的方向调：就寝与校外培训结束时间只能更早，睡眠时间只能更长，作业量只能更少。\r\n\r\n## 一、作息与提醒窗口\r\n\r\n| 学段 | 建议就寝不晚于 | 免打扰窗口（不发送任何提醒） | 每日提醒上限 |\r\n|---|---|---|---|\r\n| 小学低段（1-2） | 20:30 | 20:00 – 7:30 | 不适用（IM 提醒从小学中段起） |\r\n| 小学中段（3-4） | 21:00 | 20:30 – 7:30 | 1 条合并摘要 |\r\n| 小学高段（5-6） | 21:20 | 21:00 – 7:00 | 1 条合并摘要 + 1 条即时 |\r\n| 初中（7-9） | 22:00 | 21:30 – 7:00 | 1 条合并摘要 + 1 条即时 |\r\n| 高中（10-12） | 23:00 | 22:30 – 6:30 | 1 条合并摘要 + 1 条即时 |\r\n\r\n睡眠时间：小学生每天应达到 10 小时，初中生 9 小时，高中生 8 小时；就寝一般不晚于小学 21:20、初中 22:00、高中 23:00（教育部办公厅《关于进一步加强中小学生睡眠管理工作的通知》，教基厅函〔2021〕11 号）。上表小学低段 20:30、中段 21:00 是本库更早的默认值；个别学生到就寝时间作业还没做完的，也按时就寝，不熬夜（同一通知）。\r\n\r\n## 二、单次专注与休息（番茄钟默认值）\r\n\r\n| 学段 | 单次专注 | 短休 | 一次学习段最多几个番茄 |\r\n|---|---|---|---|\r\n| 小学低段 | 10-15 分钟 | 5 分钟 | 2 |\r\n| 小学中段 | 15-20 分钟 | 5 分钟 | 3 |\r\n| 小学高段 | 20-25 分钟 | 5 分钟 | 3 |\r\n| 初中 | 25 分钟 | 5 分钟 | 4 |\r\n| 高中 | 25-40 分钟 | 5-10 分钟 | 4 |\r\n\r\n## 三、课时与课堂\r\n\r\n| 学段 | 一节课 | 45 分钟教案伸缩表中的档位 |\r\n|---|---|---|\r\n| 小学 | 40 分钟 | 40 |\r\n| 初中 | 45 分钟 | 45 |\r\n| 高中 | 40 或 45 分钟（各地不同） | 40 / 45 |\r\n| 校外一对一 / 小班 | 线下 60 / 90 分钟。所有学段：线下结束不晚于 20:30、线上不晚于 21:00，不与学校教学时间冲突（国办发〔2018〕80 号、教基厅函〔2021〕11 号）；小学低段 19:30、小学中段 20:00、小学高段 20:20 前结束（按一的就寝时间再提前，本库默认）。面向义务教育阶段学生的学科类培训另外：线上每课时不超过 30 分钟、课程间隔不少于 10 分钟，不排休息日、法定节假日与寒暑假（双减意见；高中参照执行，按当地规定） | 30 / 60 / 90 |\r\n\r\n## 四、学生端 SKILL 适用性（默认）\r\n\r\n| SKILL 类型 | 小学低段 | 小学中段 | 小学高段 | 初中 | 高中 |\r\n|---|---|---|---|---|---|\r\n| 数学五个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 适用 | 高中原生（必修与选择性必修） |\r\n| 英语五个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 适用（降级版） | 适用 | 高中原生（必修与选择性必修） |\r\n| 语文五个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 适用（降级版；跨时空古文对话除外） | 适用 | 高中原生（必修与选择性必修；选修如实说明不覆盖） |\r\n| 物理五个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 适用（八、九年级） | 高中原生（必修与选择性必修；按选科定合格考或等级考的深度） |\r\n| 化学五个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 学校开了化学才适用（开课年级见表下说明） | 高中原生（必修与选择性必修；按选科定合格考或等级考的深度） |\r\n| 初高衔接规划 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 九年级下学期至中考后暑假 | 高一上学期 |\r\n| 历史三个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 适用（七至九年级；开卷考试地区配合开卷答题教练） | 高中原生（必修与选择性必修；按选科定合格考或等级考的深度） |\r\n| 开卷答题教练 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 本地中考有开卷科目时适用 | 不适用 |\r\n| 生物五个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 适用（学校开设生物学课的年级；含初中学业水平考试的复习） | 高中原生（必修与选择性必修；按选科定合格考或等级考的深度） |\r\n| 地理三个学生端技能 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 适用（学校开设地理课的年级；含初中学业水平考试的复习） | 高中原生（必修与选择性必修；按选科定合格考或等级考的深度） |\r\n| 费曼学习 | 不适用 | 仅前两跳 | 前三跳 | 全流程 | 全流程 |\r\n| 康奈尔笔记 | 不适用 | 不适用 | 简化版（三栏→两栏） | 适用 | 适用 |\r\n| 30 天学习计划 | 不适用 | 不适用 | 周计划版 | 适用 | 适用 |\r\n| 兴趣探索（52 周） | 不适用 | 8 周试探版 | 8 周试探版 | 适用 | 适用 |\r\n| 时间与专注力 | 不适用 | 番茄钟入门 | 适用 | 适用 | 适用 |\r\n| 错题本 | 不适用 | 快速记录模式 | 快速记录模式 | 适用 | 适用 |\r\n| 每周复盘 | 不适用 | 三问版 | 三问版 | 七问版 | 七问版 |\r\n| 学习 DNA / IM 提醒 | 不适用 | 仅监护人开启 | 监护人同意 | 学生 + 监护人 | 学生本人 |\r\n\r\n学科错误 DNA（数学、物理、化学、生物）不在\"错题本\"一行，随所属学科一行，都从初中起。\r\n\r\n**理化开课年级各地不同**：六三制地区物理一般从八年级、化学从九年级开设；五四制地区化学从八年级开设；浙江等地初中开设综合的《科学》课，物理、化学内容分散在各年级学。化学技能按\"学校开没开化学\"判断，不按年级号一刀切：七、八年级学生问化学，先问一句学校教没教过。\r\n\r\n\"不适用\"时 SKILL 应直接说明并建议由监护人/老师陪同，不强行降级。\r\n\r\n**小学各学段一律以有家长或老师在场为前提**（`shared/vocab.md` §8 规则 4，依据《中小学生成式人工智能使用指南（2025年版）》）。表中小学列的\"简化版 / 降级版 / 适用\"等都在这个前提下成立。\r\n\r\n**学科技能的高中列**：`grade_bands` 声明了 `高中` 的学科技能是**高中原生**——高中章节按高中课标写，不逐行标注越纲（`shared/vocab.md` §10）；其余学科技能对高中学生仍按\"适用（标注越纲）\"处理。\r\n\r\n## 五、作业总量（全部学科合计）\r\n\r\n| 学段 | 每天书面作业总量 |\r\n|---|---|\r\n| 小学一、二年级 | 不布置家庭书面作业，可在校内适当安排巩固练习 |\r\n| 小学三至六年级 | 平均完成时间不超过 60 分钟 |\r\n| 初中 | 平均完成时间不超过 90 分钟 |\r\n| 高中 | 没有全国统一的分钟数，按本校晚自习安排、年级统筹与就寝时间协调 |\r\n\r\n依据：教育部办公厅《关于加强义务教育学校作业管理的通知》（教基厅函〔2021〕13 号）与\"双减\"意见。这是**全部学科合计**的上限，各科份额由学校（年级）统筹；技能给单科出作业时，先问本科份额，问不到时按\"全科总量 ÷ 当天有书面作业的科数\"估并写明是估的，不把本科作业量写到接近全科上限。不给家长布置或变相布置作业，不要求家长检查、批改作业（\"双减\"意见）；校外培训不给学员留作业（独立教师包的校外培训口径）。\r\n\r\n## 六、说明\r\n\r\n本表不是政策文件的复述，只提供 SKILL 运行所需的默认参数；各地校规、家庭安排优先，但出自国家规定的几项（见文首）只能往更严的方向调。\n\nArchive v2.10.0: 18 files, 94361 bytes\n\nFiles: references/physics-data-analysis.md (13678b), references/physics-experiment-methods.md (23147b), references/physics-hs1-labs.md (6059b), references/physics-hs2-labs.md (11654b), references/physics-hs3-labs.md (13779b), references/physics-lab-exam-guide.md (8912b), shared/ai-item-check.md (3040b), shared/crisis-exception.md (4728b), shared/crisis-referral-protocol.md (5731b), shared/grade-bands.md (5751b), shared/hint-ladder.md (4990b), shared/lab-safety.md (16892b), shared/physics-error-dimension-table.md (46182b), shared/platform-conventions.md (5907b), shared/vocab.md (14173b), skill-card.md (2743b), SKILL.md (29521b), _meta.json (145b)\n\nFile v2.10.0:SKILL.md\n\n---\nname: xiaozhi-physics-lab-coach\ndescription: '初中到高中的物理实验思维教练（高中覆盖课标的 21 个学生必做实验），讲实验方法（控制变量、转换、等效替代…）、数据处理与实验评价。触发语示例：\"测密度这个实验怎么设计\"\"探究浮力大小要控制什么变量\"\"伏安法测电阻为什么要多测几次\"\"这张表格的数据看不出规律\"\"实验结论该怎么写\"\"误差是从哪来的\"\"实验操作考试要注意什么\"。学科判别：涉及器材、步骤、变量控制、读数、数据表格、误差的物理问题归本 SKILL；同一实验里的纯计算部分转物理解题教练。不处理：非实验类物理题的解答、概念本身的重建、错题归档与计数（分别转物理解题教练、物理概念直觉器、通用错题本）。'\ncompatibility: WorkBuddy / SkillHub / OpenClaw / ClawHub\nlicense: MIT\ndisplay_name: 🔬 物理实验思维教练\nversion: 2.10.0\nauthor: 小智伴学\ncategory: 物理专项\ngrade_bands:\n - 初中\n - 高中\ntags: [物理, 实验, 控制变量, 数据分析, 误差, 实验设计, 实验评价]\ndepends_on:\n - xiaozhi-learning-dna\nslug: xiaozhi-physics-lab-coach\ndisplayName: 🔬 物理实验思维教练\nsummary: '初中到高中的物理实验思维教练（高中覆盖课标的 21 个学生必做实验），讲实验方法（控制变量、转换、等效替代…）、数据处理与实验评价。'\n---\n\n# 🔬 物理实验思维教练\n\n> 技术边界：本 SKILL 依赖能力 [O, M]，无该能力时按 shared/platform-conventions.md 降级。\n> 特有降级话术：实验图片或数据表看不清时，请把表头和每一行数字打成文字发我，一行一组就行。\n> 使用前提：小学学段须有家长或老师在场陪同使用（shared/vocab.md §8 规则 4）；学生说明正在考试或测验中时，不讲该题、不给提示，约好考完再复盘（shared/hint-ladder.md §〇）。\n\n⚠️ 危机例外（最高优先级）：若对话中出现自伤/自残、轻生念头、遭受霸凌或伤害、持续严重绝望、家庭安全问题等超出学习范畴的信号，立即停止本 SKILL 的一切流程（含熔断、温情转化、数据展示、出题、家长摘要），按 shared/crisis-exception.md 处置：稳住不评判 → 说明 AI 边界 → 如实提示联系信任的成年人 → 按所在地区给出求助渠道（不确定地区时先问；中国大陆即时危险为 110/120，其他地区用当地紧急电话）。宁可误报，不可漏报；档案只记\"已转介\"的处置事实。\n\n### 隐私与数据控制入口\n- 查看：「查看我的实验能力档案」\n- 更正：「更正我的实验能力档案」\n- 删除：「删除我的实验能力档案」（删除后不可恢复，会先确认一次）\n- 暂停：「这次不要记忆」（本次会话不读取、不保存任何记录，也不发起回写与交接）/「暂停提醒」\n- 共享控制：「不要共享给其他SKILL」/「不要给家长看」\n- 导出：「导出我的实验能力档案」（以文本形式给出，便于转存）\n\n---\n\n## §一 核心使命\n\n### 实验题失分的真相\n\n物理实验题是中考失分的重灾区，但失分的原因往往不是\"没做过实验\"，而是**没有实验思维**——不理解为什么实验要这样设计，不理解数据说明了什么，不理解结论为什么这样表述。\n\n典型失分模式：\n\n| 失分类型 | 学生表现 | 根本原因 |\n|---------|---------|---------|\n| 不会设计实验 | \"这个实验怎么做？\" | 不知道实验设计的三个核心问题 |\n| 不会分析数据 | \"表格里的数字看不出什么\" | 缺少数据分析的有序方法 |\n| 不会评价实验 | \"这个方案有什么问题我不知道\" | 不知道从哪些角度评价 |\n| 结论表述不规范 | \"电阻越大电流越小\" | 分不清\"成反比\"和\"越小\" |\n| 忽略误差分析 | \"数据就是这样啊\" | 不理解误差的存在和来源 |\n\n### 核心转化目标\n\n**从\"背实验步骤\"到\"理解为什么这样设计实验\"**\n\n这意味着：\n- 看到控制变量法实验，能主动说出\"需要控制什么变量、改变什么变量\"\n- 看到数据表格，能自觉进行横向比较、纵向比较、极端值分析\n- 看到实验方案，能从合理性、可靠性、严谨性三个角度评价\n- 写实验结论时，能准确使用\"在……相同时，……越大，……越大\"的规范表述\n\n---\n\n## §二 七种物理实验方法\n\n初中物理实验涉及七种核心方法，其中**控制变量法**出现频率最高、占比最大，必须重点突破。\n\n### 方法一览表\n\n| 方法 | 核心思想 | 出现频率 | 典型实验 |\n|------|---------|---------|---------|\n| 控制变量法 | 只改变一个因素，控制其他因素不变 | ★★★★★ | 探究电流与电压的关系 |\n| 转换法 | 把不易观测的量转化为易观测的量 | ★★★★ | 探究动能与什么有关 |\n| 等效替代法 | 用等效的效果替代难以直接测量或实现的量 | ★★★ | 替代法测电阻（用电阻箱替代待测电阻使电流相同）、曹冲称象 |\n| 间接测量法 | 用可测量结合公式求出待测量 | ★★★ | 伏安法测电阻（测 U、I，由 R=U/I 求得） |\n| 累积法 | 把微小量累积后测量再求平均值 | ★★★ | 测细丝直径 |\n| 理想模型法 | 忽略次要因素，建立理想化的物理模型 | ★★★ | 光线、磁感线 |\n| 类比法 | 用熟悉的事物类比陌生的事物 | ★★ | 电流类比水流 |\n| 描述法 | 用语言描述物理现象的特征和规律 | ★★ | 声音的特征 |\n\n### 每种方法的苏格拉底提问框架\n\n对每种方法，教练应引导学生回答以下四个层次的问题：\n\n1. **识别**：这个实验用了什么方法？你怎么看出来的？\n2. **理解**：为什么要用这个方法？不用会怎样？\n3. **应用**：你自己能设计一个用这个方法的实验吗？\n4. **迁移**：还有哪些实验也用了这个方法？它们有什么共同点？\n\n> 详见 [物理实验方法深度手册](references/physics-experiment-methods.md)\n\n---\n\n## §三 实验设计思维\n\n### 实验设计的三个核心问题\n\n任何物理实验的设计，本质上都在回答三个问题：\n\n| 序号 | 核心问题 | 对应操作 | 苏格拉底引导 |\n|-----|---------|---------|-------------|\n| ① | 我们在研究什么物理量？ | 明确研究对象 | \"这个实验要探究什么？\" |\n| ② | 需要控制哪些变量？ | 控制无关变量 | \"有哪些因素可能影响结果？哪些需要保持不变？\" |\n| ③ | 如何测量/观察目标量？ | 设计测量方案 | \"用什么器材？怎么读取数据？\" |\n\n### 控制变量法的苏格拉底五步追问\n\n控制变量法是初中物理最常用的实验方法，探究类实验题大多要用到它。以下五步追问是核心教学框架：\n\n**第一步：识别研究问题**\n> \"这个实验要探究什么？哪个是自变量？哪个是因变量？\"\n\n**第二步：列举影响因素**\n> \"影响这个物理量的因素可能有哪些？你能全部列出来吗？\"\n\n**第三步：确定控制变量**\n> \"我们要研究自变量对因变量的影响，其他因素怎么办？为什么要保持它们不变？\"\n\n**第四步：设计实验步骤**\n> \"具体怎么操作才能保证'只改变一个变量，其他不变'？每一步怎么做？\"\n\n**第五步：反思设计合理性**\n> \"你设计的方案真的做到了控制变量吗？有没有遗漏的变量？换一组数据能得出同样的结论吗？\"\n\n### 实验设计的常见错误模式\n\n| 错误类型 | 典型表现 | 苏格拉底纠正 |\n|---------|---------|-------------|\n| 变量控制不完整 | \"只需要控制温度就行了\" | \"还有其他影响因素吗？你怎么确定只有温度？\" |\n| 测量方法不可行 | \"用眼睛看哪个亮\" | \"眼睛能准确判断亮度差异吗？有没有更精确的方法？\" |\n| 逻辑不严密 | \"做了两次就够了\" | \"两次数据能得出普遍规律吗？需要几次？\" |\n| 混淆自变量和控制变量 | \"改变电压的同时改变电阻\" | \"你同时改变了两个量，能确定是哪个因素起作用吗？\" |\n\n---\n\n## §四 数据分析思维\n\n### 数据分析三件套\n\n物理实验数据分析有三种核心方法，简称\"数据分析三件套\"：\n\n#### 一、图像法\n\n**三步法**：描点 → 连线 → 分析\n\n| 步骤 | 操作要点 | 苏格拉底引导 |\n|-----|---------|-------------|\n| 描点 | 在坐标系中准确标出每个数据点 | \"每个数据点对应哪两个量？横轴纵轴分别是什么？\" |\n| 连线 | 用光滑曲线（或直线）连接数据点 | \"这些点大致在一条什么线上？是直线还是曲线？\" |\n| 分析 | 根据图像形状判断物理关系 | \"图像过原点吗？斜率代表什么？说明什么关系？\" |\n\n**常见图像类型**：\n- **s-t图像**：直线表示匀速，斜率代表速度\n- **v-t图像**（⚠高中拓展）：直线表示匀变速，斜率代表加速度，面积代表位移（加速度、面积求位移属高中内容，初中不作要求）\n- **I-U图像**：过原点直线表示线性关系，斜率代表1/R\n\n#### 二、表格法\n\n**三维分析法**：\n\n| 分析维度 | 操作方法 | 苏格拉底引导 |\n|---------|---------|-------------|\n| 横向比较 | 比较同一行中不同条件下的数据 | \"电压相同的情况下，电流有什么变化？\" |\n| 纵向比较 | 比较不同行中相同条件下的数据 | \"电阻相同的情况下，电流怎么随电压变化？\" |\n| 极端值分析 | 关注最大值、最小值、零点 | \"当电压为零时电流为零，这说明了什么？\" |\n\n#### 三、误差分析\n\n**核心框架**：\n\n```\n误差分析\n├── 系统误差（偏向性）\n│ ├── 定义：测量值总是偏大或偏小\n│ ├── 来源：仪器不精确、方法不完善\n│ └── 特点：多次测量不能消除\n└── 偶然误差（随机性）\n ├── 定义：测量值忽大忽小\n ├── 来源：读数估计、环境波动\n └── 特点：多次测量取平均值可减小\n```\n\n**减小误差的常用方法**：\n1. 多次测量取平均值\n2. 选用更精密的仪器\n3. 改进实验方案（如测密度时先测总质量再倒出部分液体，避免烧杯残留带来的偏差）\n4. 图像法处理数据（减少个别异常值影响）\n\n### \"如果改变X，Y会怎样？\"提问法\n\n这是数据分析最核心的思维方式，教练应在每次数据分析中反复使用：\n\n**标准提问模板**：\n> \"如果我们把[自变量]从[值1]变到[值2]，[因变量]会从[值A]变到[值B]，这个变化说明了什么？\"\n\n**进阶提问**：\n> \"如果我们把[自变量]变成原来的2倍，[因变量]也变成2倍吗？这说明它们是什么关系？\"\n\n**反思提问**：\n> \"这个结论在任何情况下都成立吗？需要满足什么前提条件？\"\n\n> 详见 [物理数据分析方法手册](references/physics-data-analysis.md)\n\n---\n\n## §五 实验评价思维\n\n### 三个评价角度\n\n实验评价是实验思维的最高层次，要求学生从三个角度审视实验方案：\n\n#### 角度一：方案是否合理？\n\n| 评价要点 | 苏格拉底引导 |\n|---------|-------------|\n| 实验原理是否正确 | \"这个方案的依据是什么？原理有没有漏洞？\" |\n| 变量控制是否到位 | \"有没有遗漏需要控制的变量？\" |\n| 测量方法是否可行 | \"这个测量方法在实际操作中能实现吗？\" |\n| 器材选择是否恰当 | \"为什么选这个器材？有没有更合适的？\" |\n\n#### 角度二：数据是否可靠？\n\n| 评价要点 | 苏格拉底引导 |\n|---------|-------------|\n| 数据是否真实 | \"这些数据是实际测量的还是编造的？怎么看出来？\" |\n| 是否需要多次测量 | \"只测了一次能得出结论吗？为什么？\" |\n| 是否存在异常数据 | \"有没有明显偏离规律的数据？怎么处理？\" |\n| 测量精度是否足够 | \"仪器的分度值能满足实验需要吗？\" |\n\n#### 角度三：结论是否严谨？\n\n| 评价要点 | 苏格拉底引导 |\n|---------|-------------|\n| 结论是否完整 | \"结论有没有遗漏控制变量这个前提？\" |\n| 推理是否合理 | \"从数据到结论的推理过程有没有跳跃？\" |\n| 表述是否规范 | \"是'成正比'还是'越大越大'？两者有什么区别？\" |\n| 是否具有普遍性 | \"一组数据能得出普遍规律吗？\" |\n\n### 常见评价题提问序列\n\n当学生面对实验评价题时，按以下顺序引导：\n\n1. **先看方案**：\"这个实验的目的是什么？方案是否围绕目的设计？\"\n2. **再看操作**：\"实验步骤是否完整？有没有遗漏关键操作？\"\n3. **然后看数据**：\"数据是否充分？有没有重复实验？有没有异常值？\"\n4. **最后看结论**：\"结论是否从数据合理推出？表述是否规范？是否注明了前提条件？\"\n\n---\n\n## §六 实验报告辅助\n\n### 实验报告六要素\n\n一份完整的物理实验报告包含六个核心要素，教练应引导学生在每个要素中体现实验思维：\n\n| 要素 | 核心内容 | 苏格拉底引导 | 常见问题 |\n|-----|---------|-------------|---------|\n| ① 实验目的 | 探究什么关系/验证什么规律 | \"这个实验到底要解决什么问题？\" | 目的表述含糊 |\n| ② 实验原理 | 依据的物理规律/公式 | \"为什么这样做就能达到目的？理论依据是什么？\" | 缺少原理或原理错误 |\n| ③ 实验器材 | 需要哪些仪器和材料 | \"每件器材在实验中起什么作用？去掉行不行？\" | 罗列器材但不说明用途 |\n| ④ 实验步骤 | 按顺序描述操作过程 | \"步骤之间有严格的先后关系吗？为什么这个必须在前面？\" | 步骤颠倒或遗漏 |\n| ⑤ 实验数据 | 记录测量的原始数据 | \"数据记录表应包含哪些项目？单位是什么？\" | 缺单位、缺表格设计 |\n| ⑥ 实验结论 | 从数据推出的规律 | \"结论是否包含前提条件？表述是否规范？\" | 遗漏\"在……相同时\" |\n\n### 实验结论的规范表述模板\n\n**控制变量法实验结论**：\n> \"在[控制变量]相同时，[自变量]越大，[因变量]越[大/小]。\"\n\n**成正比/反比**：\n> \"在[控制变量]相同时，[因变量]与[自变量]成正比/反比。\"\n\n**转换法实验结论**：\n> \"通过[可观察现象]反映[不易观测的物理量]的大小。\"\n\n教练应在学生写结论时严格检查：\n1. 是否注明了控制变量的前提条件\n2. 是否准确区分了\"越大越大\"和\"成正比\"\n3. 是否使用了物理量的标准符号和单位\n\n---\n\n## §七 实验操作考试备考\n\n多地把物理实验操作考试计入中考总分，考法与分值以本地当年的考试说明为准。本 SKILL 帮学生**考前自查**：梳理步骤、弄懂每一步的道理、找出常见扣分点——实验操作本身要靠真实动手练，这里不能替代。\n\n### 三步自查：口述 → 对照 → 找坑\n\n| 步骤 | 做什么 | 苏格拉底引导 |\n|-----|-------|-------------|\n| ① 口述\n\nArchive v2.9.0: 18 files, 92368 bytes\n\nFiles: references/physics-data-analysis.md (13678b), references/physics-experiment-methods.md (23147b), references/physics-hs1-labs.md (6059b), references/physics-hs2-labs.md (11654b), references/physics-hs3-labs.md (13779b), references/physics-lab-exam-guide.md (8912b), shared/ai-item-check.md (3040b), 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M]，无该能力时按 shared/platform-conventions.md 降级。\n> 特有降级话术：实验图片或数据表看不清时，请把表头和每一行数字打成文字发我，一行一组就行。\n> 使用前提：小学学段须有家长或老师在场陪同使用（shared/vocab.md §8 规则 4）；学生说明正在考试或测验中时，不讲该题、不给提示，约好考完再复盘（shared/hint-ladder.md §〇）。\n> 实验安全：口径以 `shared/lab-safety.md` 为准。不给在家操作的危险实验步骤（220 V 家庭电路、明火加热、取用水银；托里拆利实验只看课本插图或视频）；学生说正在发生实验事故时照该文件第一节第 4 条，水银温度计、体温计打破了：先开窗通风，人离开那个房间，不用手碰、不自己收拾，告诉在场的老师（在家告诉家长）处理。\n\n⚠️ 危机例外（最高优先级）：若对话中出现自伤/自残、轻生念头、遭受霸凌或伤害、持续严重绝望、家庭安全问题等超出学习范畴的信号，立即停止本 SKILL 的一切流程（含熔断、温情转化、数据展示、出题、家长摘要），按 shared/crisis-exception.md 处置：稳住不评判 → 说明 AI 边界 → 如实提示联系信任的成年人 → 按所在地区给出求助渠道（不确定地区时先问；中国大陆即时危险为 110/120，其他地区用当地紧急电话）。宁可误报，不可漏报；档案只记\"已转介\"的处置事实。\n\n### 隐私与数据控制入口\n- 查看：「查看我的实验能力档案」\n- 更正：「更正我的实验能力档案」\n- 删除：「删除我的实验能力档案」（删除后不可恢复，会先确认一次）\n- 暂停：「这次不要记忆」（本次会话不读取、不保存任何记录，也不发起回写与交接）/「暂停提醒」\n- 共享控制：「不要共享给其他SKILL」/「不要给家长看」\n- 导出：「导出我的实验能力档案」（以文本形式给出，便于转存）\n\n---\n\n## §一 核心使命\n\n### 实验题失分的真相\n\n物理实验题是中考失分的重灾区，但失分的原因往往不是\"没做过实验\"，而是**没有实验思维**——不理解为什么实验要这样设计，不理解数据说明了什么，不理解结论为什么这样表述。\n\n典型失分模式：\n\n| 失分类型 | 学生表现 | 根本原因 |\n|---------|---------|---------|\n| 不会设计实验 | \"这个实验怎么做？\" | 不知道实验设计的三个核心问题 |\n| 不会分析数据 | \"表格里的数字看不出什么\" | 缺少数据分析的有序方法 |\n| 不会评价实验 | \"这个方案有什么问题我不知道\" | 不知道从哪些角度评价 |\n| 结论表述不规范 | \"电阻越大电流越小\" | 分不清\"成反比\"和\"越小\" |\n| 忽略误差分析 | \"数据就是这样啊\" | 不理解误差的存在和来源 |\n\n### 核心转化目标\n\n**从\"背实验步骤\"到\"理解为什么这样设计实验\"**\n\n这意味着：\n- 看到控制变量法实验，能主动说出\"需要控制什么变量、改变什么变量\"\n- 看到数据表格，能自觉进行横向比较、纵向比较、极端值分析\n- 看到实验方案，能从合理性、可靠性、严谨性三个角度评价\n- 写实验结论时，能准确使用\"在……相同时，……越大，……越大\"的规范表述\n\n---\n\n## §二 七种物理实验方法\n\n初中物理实验涉及七种核心方法，其中**控制变量法**出现频率最高、占比最大，必须重点突破。\n\n### 方法一览表\n\n| 方法 | 核心思想 | 出现频率 | 典型实验 |\n|------|---------|---------|---------|\n| 控制变量法 | 只改变一个因素，控制其他因素不变 | ★★★★★ | 探究电流与电压的关系 |\n| 转换法 | 把不易观测的量转化为易观测的量 | ★★★★ | 探究动能与什么有关 |\n| 等效替代法 | 用等效的效果替代难以直接测量或实现的量 | ★★★ | 替代法测电阻（用电阻箱替代待测电阻使电流相同）、曹冲称象 |\n| 间接测量法 | 用可测量结合公式求出待测量 | ★★★ | 伏安法测电阻（测 U、I，由 R=U/I 求得） |\n| 累积法 | 把微小量累积后测量再求平均值 | ★★★ | 测细丝直径 |\n| 理想模型法 | 忽略次要因素，建立理想化的物理模型 | ★★★ | 光线、磁感线 |\n| 类比法 | 用熟悉的事物类比陌生的事物 | ★★ | 电流类比水流 |\n| 描述法 | 用语言描述物理现象的特征和规律 | ★★ | 声音的特征 |\n\n### 每种方法的苏格拉底提问框架\n\n对每种方法，教练应引导学生回答以下四个层次的问题：\n\n1. **识别**：这个实验用了什么方法？你怎么看出来的？\n2. **理解**：为什么要用这个方法？不用会怎样？\n3. **应用**：你自己能设计一个用这个方法的实验吗？\n4. **迁移**：还有哪些实验也用了这个方法？它们有什么共同点？\n\n> 详见 [物理实验方法深度手册](references/physics-experiment-methods.md)\n\n---\n\n## §三 实验设计思维\n\n### 实验设计的三个核心问题\n\n任何物理实验的设计，本质上都在回答三个问题：\n\n| 序号 | 核心问题 | 对应操作 | 苏格拉底引导 |\n|-----|---"},{"path":"_meta.json","content":"{\n \"ownerId\": \"kn79c5gcmfkt9p1pk656tgq7nd853s7v\",\n \"slug\": \"xiaozhi-physics-lab-coach\",\n \"version\": \"2.11.1\",\n \"publishedAt\": 1791475774826\n}"},{"path":"references/physics-data-analysis.md","content":"# 物理数据分析方法手册\r\n\r\n> 适用学段：初中（7-9 年级）。\r\n> 本手册为「物理实验思维教练」的参考资源，聚焦初中物理实验中的数据分析方法。\r\n> 文末\"初高衔接（⚠高中）\"一节中的内容不作初中要求，只在学有余力的学生追问时使用。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、图像法\r\n\r\n### 三步法：描点 → 连线 → 分析\r\n\r\n图像法是物理实验数据分析最直观、最重要的方法。掌握\"三步法\"即可应对绝大多数图像分析题。\r\n\r\n#### 第一步：描点\r\n\r\n| 操作要点 | 常见错误 | 苏格拉底引导 |\r\n|---------|---------|-------------|\r\n| 确定横轴、纵轴各代表什么物理量 | 坐标轴搞反 | \"题目说'画I-U图像'，横轴是什么？纵轴是什么？\" |\r\n| 标明物理量名称和单位 | 缺单位或单位错误 | \"这个轴上的数字3代表什么？3A还是3V？\" |\r\n| 准确描出每个数据点 | 描点位置偏移 | \"这个点对应表格中第几组数据？坐标是多少？\" |\r\n| 注意坐标轴起点不一定从0开始 | 忽略坐标轴截距 | \"横轴起点是0还是2？这会影响什么？\" |\r\n\r\n#### 第二步：连线\r\n\r\n| 操作要点 | 常见错误 | 苏格拉底引导 |\r\n|---------|---------|-------------|\r\n| 用光滑曲线（或直线）连接数据点 | 折线连接各点 | \"物理量之间的关系通常是连续的，应该用折线还是光滑线？\" |\r\n| 不必经过每一个点，使点均匀分布在线两侧 | 强行让线经过每个点 | \"实验数据有误差，所有点一定在同一条线上吗？\" |\r\n| 明显偏离的异常点可忽略 | 不敢舍弃异常点 | \"这个点明显偏离其他点的趋势，可能是什么原因？\" |\r\n| 直线型关系用直尺画直线 | 曲线关系也用直线连 | \"这些点的分布趋势是直线还是曲线？\" |\r\n\r\n#### 第三步：分析\r\n\r\n| 分析内容 | 苏格拉底引导 |\r\n|---------|-------------|\r\n| 图像形状 | \"图像是直线、曲线还是折线？形状说明了什么？\" |\r\n| 过不过原点 | \"图像过原点吗？过原点说明什么？不过原点又说明什么？\" |\r\n| 斜率含义 | \"斜率代表什么物理量？斜率变大说明什么？\" |\r\n| 截距含义 | \"纵轴截距代表什么？横轴截距代表什么？\" |\r\n| 物理关系 | \"从图像看，两个量是什么关系？正比？反比？其他？\" |\r\n\r\n### 常见图像类型详解\r\n\r\n#### s-t 图像（路程-时间）\r\n\r\n```\r\ns ↑\r\n │ /\r\n │ / ← 斜率 = 速度\r\n │ /\r\n │ /\r\n │/\r\n └──────────→ t\r\n```\r\n\r\n| 图像特征 | 物理含义 |\r\n|---------|---------|\r\n| 过原点的直线 | 匀速直线运动，速度恒定 |\r\n| 斜率越大 | 速度越大 |\r\n| 水平线 | 静止（速度为零） |\r\n| 曲线 | 变速运动 |\r\n\r\n**关键提问**：\r\n- \"斜率代表什么？怎么从图上读出速度？\"\r\n- \"两条s-t线，哪条速度大？你怎么判断的？\"\r\n- \"s-t图上水平线代表什么？物体在做什么运动？\"\r\n\r\n#### v-t 图像（速度-时间）——初中只作定性读图\r\n\r\n```\r\nv ↑\r\n │ ──────── ← 水平线：速度不变 = 匀速直线运动\r\n │ ╱\r\n │ ╱ ← 线上升：速度在变大（越来越快）\r\n │ ╱\r\n └──────────→ t\r\n```\r\n\r\n| 图像特征 | 初中要求的物理含义 |\r\n|---------|---------|\r\n| 水平线 | 速度不变 → 匀速直线运动 |\r\n| 图线向上倾斜 | 速度越来越大 → 变速运动（越来越快） |\r\n| 图线向下倾斜 | 速度越来越小 → 变速运动（越来越慢） |\r\n| 图线与横轴重合 | 速度为零 → 静止 |\r\n\r\n**关键提问**：\r\n- \"v-t 图上水平线说明什么？物体在做什么运动？\"\r\n- \"图线往上走和往下走，分别说明速度在怎么变？\"\r\n- \"同一张 v-t 图上两条水平线，哪条对应的物体跑得快？\"\r\n\r\n> ⚠高中：v-t 图的斜率表示加速度、图线与时间轴围成的面积表示位移；初中不作要求，学生问起时可一句话点到为止，不展开计算。\r\n\r\n#### I-U 图像（电流-电压）\r\n\r\n```\r\nI ↑\r\n │ /\r\n │ / ← 斜率 = 1/R\r\n │ /\r\n │ /\r\n │/\r\n └──────────→ U\r\n```\r\n\r\n| 图像特征 | 物理含义 |\r\n|---------|---------|\r\n| 过原点的直线 | 电阻恒定，电流与电压成正比 |\r\n| 斜率 | 1/R，斜率越大电阻越小 |\r\n| 曲线 | 电阻变化（如小灯泡灯丝电阻随温度变化） |\r\n\r\n**关键提问**：\r\n- \"斜率越大，电阻越大还是越小？为什么？\"\r\n- \"两条I-U线分别对应两个电阻，哪个电阻大？\"\r\n- \"小灯泡的I-U图像是直线还是曲线？为什么？\"\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、表格法\r\n\r\n### 三维分析法\r\n\r\n面对数据表格，按\"横向、纵向、极端值\"三个维度逐一分析：\r\n\r\n#### 横向比较（同一行内比较）\r\n\r\n**操作**：在控制变量相同的条件下，比较自变量变化时因变量的变化\r\n\r\n**示例**（探究电流与电压的关系，R=10Ω）：\r\n\r\n| 实验次数 | 电压U/V | 电流I/A |\r\n|---------|--------|--------|\r\n| 1 | 1 | 0.1 |\r\n| 2 | 2 | 0.2 |\r\n| 3 | 3 | 0.3 |\r\n\r\n**横向比较**：电压从1V→2V→3V，电流从0.1A→0.2A→0.3A\r\n\r\n**苏格拉底引导**：\r\n> \"电压变为原来的2倍时，电流怎么变？也变为2倍吗？这说明什么关系？\"\r\n\r\n#### 纵向比较（不同行间比较）\r\n\r\n**操作**：比较不同条件组之间的数据差异\r\n\r\n**示例**（探究电流与电阻的关系，U=6V）：\r\n\r\n| 实验次数 | 电阻R/Ω | 电流I/A |\r\n|---------|--------|--------|\r\n| 1 | 5 | 1.2 |\r\n| 2 | 10 | 0.6 |\r\n| 3 | 15 | 0.4 |\r\n\r\n**纵向比较**：电阻从5Ω→10Ω→15Ω，电流从1.2A→0.6A→0.4A\r\n\r\n**苏格拉底引导**：\r\n> \"电阻变为原来的2倍时，电流变为原来的多少？这是正比关系还是反比关系？\"\r\n\r\n#### 极端值分析\r\n\r\n**操作**：关注最大值、最小值、零点\r\n\r\n**苏格拉底引导**：\r\n> \"当电压为零时，电流也为零，这说明了什么？\"\r\n> \"如果数据继续增大，趋势会怎样？有没有上限？\"\r\n\r\n### 表格分析的\"三问\"模板\r\n\r\n面对任何数据表格，首先问自己三个问题：\r\n\r\n1. **"},{"path":"references/physics-experiment-methods.md","content":"# 物理实验方法深度手册\r\n\r\n> 适用学段：初中（7-9 年级）。\r\n> 本手册为「物理实验思维教练」的参考资源，涵盖初中物理七种实验方法的完整教学框架。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 目录\r\n\r\n1. [控制变量法](#一控制变量法) ★★★★★\r\n2. [转换法](#二转换法) ★★★★\r\n3. [等效替代法](#三等效替代法) ★★★\r\n4. [累积法](#四累积法) ★★★\r\n5. [理想模型法](#五理想模型法) ★★★\r\n6. [类比法](#六类比法) ★★\r\n7. [描述法](#七描述法) ★★\r\n8. [附：方法识别决策树](#附方法识别决策树)\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、控制变量法\r\n\r\n### 定义\r\n\r\n当研究一个物理量与多个因素的关系时，每次只改变其中一个因素，同时控制其余所有因素不变，从而确定这个因素对研究物理量的影响。这种方法叫做控制变量法。\r\n\r\n**核心逻辑**：一对一确认因果关系——要想证明A导致B，必须排除C、D、E的干扰。\r\n\r\n### 经典实验详解\r\n\r\n#### 【力学1】探究阻力对物体运动的影响\r\n\r\n**实验情境**：让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，观察在毛巾、棉布、木板三种不同表面上的滑行距离。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 阻力对物体运动的影响 |\r\n| 自变量 | 水平面的粗糙程度（阻力大小） |\r\n| 因变量 | 小车滑行的距离 |\r\n| 控制变量 | 小车质量、释放高度、斜面倾角 |\r\n| 控制方法 | 同一小车、同一斜面、同一高度释放 |\r\n| 实验结论 | 水平面越光滑，小车滑行越远；推理：若表面完全光滑，小车将一直运动下去 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么每次都要从同一高度释放？如果高度不同会怎样？\"\r\n2. \"为什么要用同一辆小车？换了小车行不行？\"\r\n3. \"三种表面的作用分别是什么？能只用两种吗？\"\r\n4. \"如果表面更光滑，小车会怎样？能推理到什么极限情况？\"\r\n5. \"这个推理过程是实验事实还是科学推理？两者有什么区别？\"\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问控制了哪些变量 → 回答\"同一小车、同一斜面、同一高度释放\"\r\n- 问为什么要从同一高度释放 → 回答\"使小车到达水平面时速度相同\"\r\n- 问实验结论 → 回答\"在初速度相同的条件下，阻力越小，滑行距离越远\"\r\n- 问推理结论 → 回答\"如果表面完全光滑（阻力为零），物体将做匀速直线运动\"\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 混淆实验结论与推理结论（实验只能得出\"越光滑越远\"，推理才能得出\"无阻力则匀速\"）\r\n- 遗漏\"同一高度释放\"这个关键控制条件\r\n- 把控制变量和自变量搞混\r\n\r\n---\r\n\r\n#### 【力学2】探究滑动摩擦力与哪些因素有关\r\n\r\n**实验情境**：用弹簧测力计拉动木块在水平面上做匀速直线运动，分别改变压力大小和接触面粗糙程度。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度的关系 |\r\n| 自变量 | 压力大小（通过加减砝码改变）/ 接触面粗糙程度（换不同表面） |\r\n| 因变量 | 滑动摩擦力大小（弹簧测力计示数） |\r\n| 控制变量 | 探究压力时：接触面粗糙程度不变；探究粗糙程度时：压力不变 |\r\n| 测量方法 | 二力平衡——匀速拉动时拉力等于摩擦力 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"为什么必须匀速拉动？加速或减速行不行？\"\r\n2. \"弹簧测力计测的是拉力还是摩擦力？为什么能反映摩擦力大小？\"\r\n3. \"探究压力的影响时，为什么不换表面？\"\r\n4. \"摩擦力与接触面积有关吗？怎么验证？\"\r\n5. \"实验中匀速很难保证，有什么改进方案？\"（引出改进方案：拉动木板而非木块）\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问测量原理 → 回答\"二力平衡，匀速时拉力等于摩擦力\"\r\n- 问改进方案 → 回答\"固定弹簧测力计拉动木块，使木板运动，不需匀速\"\r\n- 问是否与接触面积有关 → 回答\"控制压力和粗糙程度不变，改变接触面积，测量摩擦力\"\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 不知道为什么要匀速拉动\r\n- 认为摩擦力与接触面积有关（初中阶段不考虑面积影响）\r\n- 不会说明改进方案的原理\r\n\r\n---\r\n\r\n#### 【力学3】探究液体压强与哪些因素有关\r\n\r\n**实验情境**：用压强计（U形管）探究液体内部压强与深度和液体密度的关系。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 液体压强与深度、液体密度的关系 |\r\n| 自变量 | 深度 / 液体密度 |\r\n| 因变量 | 压强大小（U形管两侧液面高度差） |\r\n| 控制变量 | 探究深度时：同种液体同一位置；探究密度时：相同深度 |\r\n| 观察方法 | 转换法——U形管高度差反映压强大小 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"压强计的金属盒朝不同方向，U形管高度差变不变？这说明什么？\"\r\n2. \"为什么U形管高度差能反映压强大小？这里用了什么方法？\"（引出转换法）\r\n3. \"深度指的是到液面的距离还是到容器底的距离？\"\r\n4. \"控制密度探究深度时，为什么必须在同一种液体中？\"\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问控制了什么变量 → 根据具体操作回答\r\n- 问U形管的作用 → 回答\"通过液面高度差反映液体压强大小\"\r\n- 问深度方向性 → 回答\"同一深度各方向压强相等\"\r\n\r\n**学生常见错误**：\r\n- 混淆深度和高度（深度是从液面向下算，不是从容器底向上算）\r\n- 遗漏\"同一深度各方向压强相等\"的结论\r\n- 不会区分本实验同时使用了控制变量法和转换法\r\n\r\n---\r\n\r\n#### 【电学1】探究电流与电压、电阻的关系\r\n\r\n**实验情境**：用滑动变阻器改变定值电阻两端电压，观察电流变化；换不同阻值的定值电阻，观察电流变化。\r\n\r\n| 分析维度 | 内容 |\r\n|---------|------|\r\n| 研究问题 | 电流与电压、电阻的关系 |\r\n| 自变量 | 电压 / 电阻 |\r\n| 因变量 | 电流 |\r\n| 控制变量 | 探究I-U关系时：电阻不变；探究I-R关系时：电压不变 |\r\n| 关键操作 | 探究I-R关系时，每次换电阻后需调节滑动变阻器使电压不变 |\r\n\r\n**苏格拉底提问序列**：\r\n1. \"探究电流与电压的关系时，为什么要保持电阻不变？\"\r\n2. \"探究电流与电阻的关系时，换电阻后电压会变吗？怎么办？\"\r\n3. \"滑动变阻器在本实验中起了什么作用？两个探究中作用一样吗？\"\r\n4. \"为什么要多次测量？只测一组数据能得出结论吗？\"\r\n5. \"根据I-U图像，电阻怎么求？斜率代表什么？\"\r\n\r\n**常见考法**：\r\n- 问滑动变阻器的作用 → ①探究I-U：改变电阻两端电压；②探究I-R：保持电阻两端电压不变\r\n- 问换电阻后的操作 → 回答\"调节滑动变阻器使电压表示数不变\"\r\n- 问多次测量的目的 → 回答\"寻找普遍规律，避免偶然性\"\r"},{"path":"references/physics-hs1-labs.md","content":"# 高一必修第一册的学生必做实验（高中衔接段）\r\n\r\n> 示例题验算：2026-09-28\r\n> 本文件是 `xiaozhi-physics-lab-coach` 第八节的参考资源。实验清单按《普通高中物理课程标准日常修订版（2017 年版 2025 年修订）》\"学生必做实验\"中必修 1 的四个实验。\r\n> 安全口径与 `safetyLevel` 以 `shared/lab-safety.md` 为准。数据处理的关键数值写成 `verify` 断言由 CI 重算。\r\n> 本文件用于理解和备考，**不是在家操作的指南**。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 一、测量做直线运动物体的瞬时速度（safetyLevel：中）\r\n\r\n- **器材与安全**：打点计时器、纸带、小车、长木板；或用光电门。电磁打点计时器接学生电源的低压交流挡，接线由老师检查；电火花计时器接 220 V 交流电源，插头的插拔一律由老师完成，学生只操作计时器上的开关，不碰插头、插座与电源线（电压以器材说明为准）；工作时放电针处有火花放电：穿纸带、调整墨粉纸盘前先关开关，工作时不碰放电针和纸盘（以说明书为准）。\r\n- **操作顺序**：先接通电源，待打点稳定后再释放小车；实验结束先断开电源再取纸带。\r\n- **为什么**：先释放后接电源，纸带开头一段没有点，浪费纸带且数据不完整。\r\n- **原理（极限思想）**：瞬时速度用很短时间内的平均速度近似。纸带上某计数点的瞬时速度 ≈ 它前后相邻两段的平均速度；光电门测得 v = d / Δt，遮光片越窄越接近瞬时速度。\r\n- **纸带处理**：电源频率 50 Hz 时打点间隔 0.02 s；常每 5 个间隔取一个计数点，相邻计数点时间间隔 T = 0.1 s。\r\n\r\n**算例**：相邻计数点间距依次为 x₁ = 1.20 cm、x₂ = 1.60 cm、x₃ = 2.00 cm、x₄ = 2.40 cm、x₅ = 2.80 cm、x₆ = 3.20 cm，T = 0.1 s。\r\n- 第 3、4 段之间那个计数点的瞬时速度 v = (x₃ + x₄) / (2T) = 4.40 cm / 0.2 s = 22 cm/s = 0.22 m/s；\r\n- 相邻两段之差恒为 0.40 cm，说明是匀加速；用逐差法求加速度 a = [(x₄ + x₅ + x₆) − (x₁ + x₂ + x₃)] / (9T²) = 3.60 cm / 0.09 s² = 40 cm/s² = 0.40 m/s²。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"纸带算例：计数点瞬时速度 0.22 m/s；逐差法加速度 0.40 m/s²\", \"expr\": \"[Math.round((2.00 + 2.40) / (2 * 0.1) / 100 * 1000) / 1000, Math.round(((2.40 + 2.80 + 3.20) - (1.20 + 1.60 + 2.00)) / (9 * 0.1 * 0.1) / 100 * 1000) / 1000]\", \"expect\": [0.22, 0.4]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：先释放小车后接通电源；把\"每 5 个点取一个计数点\"误算成 T = 0.08 s（相邻计数点之间有 5 个间隔，T = 5 × 0.02 s = 0.1 s）。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 二、探究弹簧弹力与形变量的关系（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **原理**：在弹性限度内，弹簧弹力与形变量成正比，F = kx（胡克定律）。\r\n- **关键**：x 是**形变量**（伸长量或压缩量），不是弹簧的长度；竖直悬挂时，先测弹簧自然下垂时的长度作为原长，以消除弹簧自重的影响。\r\n- **数据处理**：作 F-x 图像，得到过原点的直线，斜率就是劲度系数 k；如果横轴用的是弹簧长度 L，图线不过原点，与横轴的交点对应原长。\r\n- **注意**：所挂钩码不能使弹簧超过弹性限度。\r\n\r\n**算例**：挂 1 N 的钩码时弹簧伸长 2.0 cm，则 k = 1 N / 0.020 m = 50 N/m；挂 3 N 时应伸长 6.0 cm。\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"弹簧算例：k = 50 N/m，挂 3 N 伸长 6.0 cm\", \"expr\": \"[Math.round(1 / 0.020), Math.round(3 / 50 * 100 * 10) / 10]\", \"expect\": [50, 6]}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：用弹簧长度代替伸长量，得出\"弹力与弹簧长度成正比\"。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 三、探究两个互成角度的力的合成规律（safetyLevel：低）\r\n\r\n- **方法**：等效替代——用一个力单独把橡皮条的结点拉到位置 O，与两个力共同把结点拉到**同一位置 O**，作用效果相同。\r\n- **要记录**：两次都记下结点 O 的位置、弹簧测力计的示数和细绳的方向。\r\n- **数据处理**：用力的图示画出两个分力，以它们为邻边作平行四边形，比较对角线与单独一个力，在误差范围内二者大小相等、方向相同。\r\n- **操作要点**：弹簧测力计使用前调零；拉力方向与木板平行；读数时视线正对刻度；两个分力的夹角不宜过大或过小。\r\n\r\n**常见错误**：两次没有把结点拉到同一位置（就不再是\"作用效果相同\"）；只记示数、没记方向。\r\n\r\n---\r\n\r\n## 四、探究加速度与物体受力、物体质量的关系（safetyLevel：中，涉及打点计时器接线）\r\n\r\n- **方法**：控制变量——保持小车质量不变，研究加速度与拉力的关系；保持拉力不变，研究加速度与质量的关系。\r\n- **平衡摩擦力**：不挂槽码，把木板不带滑轮的一端垫高，轻推小车，使它拖着纸带做匀速直线运动（纸带上的点间隔均匀）。\r\n- **近似条件**：槽码质量远小于小车质量时，细绳的拉力才近似等于槽码的重力；用力传感器直接测拉力时不需要这个条件。\r\n- **作图**：作 a-F 图像（过原点的直线）；研究质量时作 **a-1/M** 图像而不是 a-M 图像——前者是直线，便于判断反比关系。\r\n\r\n**图像误差分析**\r\n\r\n| 图像特征 | 原因 |\r\n|---|---|\r\n| a-F 图线与 F 轴有正截距 | 没有平衡摩擦力或平衡不足 |\r\n| a-F 图线与 a 轴有正截距 | 平衡摩擦力过度（木板垫得过高） |\r\n| a-F 图线末端向 F 轴弯曲 | 槽码质量不再远小于小车质量 |\r\n\r\n```verify\r\n{\"claim\": \"近似条件的来源：槽码 m、小车 M 时绳拉力 T = Mmg/(M+m)，m=0.02 kg、M=0.5 kg 时与 mg 相差不到 4%\", \"expr\": \"(0.02 * 10 - 0.5 * 0.02 * 10 / (0.5 + 0.02)) / (0.02 * 10) < 0.04\", \"expect\": true}\r\n```\r\n\r\n**常见错误**：平衡摩擦力时挂着槽码；改变小车质量后又重新平衡摩擦力（不需要重新平衡）；用 "}],"languages":[],"docsSourceLabel":"CLAWHUB","editorialOverview":"初中到高中的物理实验思维教练（高中覆盖课标的 21 个学生必做实验），讲实验方法（控制变量、转换、等效替代…）、数据处理与实验评价。触发语示例：\"测密度这个实验怎么设计\"\"探究浮力大小要控制什么变量\"\"伏安法测电阻为什么要多测几次\"\"这张表格的数据看不出规律\"\"实验结论该怎么写\"\"误差是从哪来的\"\"实验操作考试要注意什么\"。学科判别：涉及器材、步骤、变量控制、读数、数据表格、误差的物理问题归本 SKILL；同一实验里的纯计算部分转物理解题教练。不处理：非实验类物理题的解答、概念本身的重建、错题归档与计数（分别转物理解题教练、物理概念直觉器、通用错题本）。 Skill: 物理实验思维教练 Owner: qizhitang Summary: 初中到高中的物理实验思维教练（高中覆盖课标的 21 个学生必做实验），讲实验方法（控制变量、转换、等效替代…）、数据处理与实验评价。触发语示例：\"测密度这个实验怎么设计\"\"探究浮力大小要控制什么变量\"\"伏安法测电阻为什么要多测几次\"\"这张表格的数据看不出规律\"\"实验结论该怎么写\"\"误差是从哪来的\"\"实验操作考试要注意什么\"。学科判别：涉及器材、步骤、变量控制、读数、数据表格、误差的物理问题归本 SKILL；同一实验里的纯计算部分转物理解题教练。不处理：非实验类物理题的解答、概念本身的重建、错题归档与计数（分别转物理解题教练、物理概念直觉器、通用错题本）。 Tags: latest:2.11.1 Version history: v2.11.1 | 2026-10-08T16:09:34.826Z | user v2.11.1：详见仓库 docs/","editorialQuality":{"score":100,"threshold":65,"status":"ready","wordCount":502,"uniquenessScore":64,"reasons":[]}},"media":{"evidence":{"source":"no-media","verified":false,"confidence":"low","updatedAt":"2026-10-10T03:47:24.321Z","emptyReason":"No screenshots, media assets, or demo links are available."},"primaryImageUrl":null,"mediaAssetCount":0,"assets":[],"demoUrl":null},"ownerResources":{"evidence":{"source":"unclaimed","verified":false,"confidence":"low","updatedAt":"2026-10-10T03:47:24.321Z","emptyReason":"This page has not been claimed by the agent owner."},"hasCustomPage":false,"customPageUpdatedAt":null,"customLinks":[],"structuredLinks":{"docsUrl":null,"demoUrl":null,"supportUrl":null,"pricingUrl":null,"statusUrl":null},"customPage":null},"relatedAgents":{"evidence":{"source":"protocol-neighbors","verified":false,"confidence":"medium","updatedAt":"2026-10-10T08:47:31.906Z","emptyReason":null},"items":[{"id":"8ebccd8e-3863-4187-8355-c3f14e1f9edf","entityType":"agent","canonicalPath":"/agent/iofficeai-aionui","slug":"iofficeai-aionui","name":"AionUi","description":"Free, local, open-source 24/7 Cowork app and OpenClaw for Gemini CLI, Claude Code, Codex, OpenCode, Qwen Code, Goose CLI, Auggie, and more | 🌟 Star if you like it!","url":"https://github.com/iOfficeAI/AionUi","homepage":"https://www.aionui.com","source":"GITHUB_REPOS","protocols":["MCP","OPENCLAW"],"capabilities":[],"safetyScore":100,"overallRank":70,"updatedAt":"2026-10-09T19:11:12.944Z","createdAt":"2026-02-25T03:38:16.584Z","downloads":null},{"id":"b917f68a-ebff-438e-84f8-3f4b2494c0bc","entityType":"agent","canonicalPath":"/agent/activepieces-activepieces","slug":"activepieces-activepieces","name":"activepieces","description":"AI Agents & MCPs & AI Workflow Automation • (~400 MCP servers for AI agents) • AI Automation / AI Agent with MCPs • AI Workflows & AI Agents • MCPs for AI Agents","url":"https://github.com/activepieces/activepieces","homepage":"https://www.activepieces.com","source":"GITHUB_REPOS","protocols":["OPENCLAW"],"capabilities":[],"safetyScore":100,"overallRank":70,"updatedAt":"2026-04-15T02:22:12.426Z","createdAt":"2026-02-25T03:38:12.412Z","downloads":null},{"id":"5cb26759-3a39-483f-94cf-276a98c13bb8","entityType":"agent","canonicalPath":"/agent/cherryhq-cherry-studio","slug":"cherryhq-cherry-studio","name":"cherry-studio","description":"AI productivity studio with smart chat, autonomous agents, and 300+ assistants. 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