中學物理演示實驗的改進

1、中學物理演示實驗的改進中學物理實驗的重要性已不必贅述，尤其在當今素質(zhì)教育的大背景下，在物理教學中實施素質(zhì)教育，實驗教學能起到不可估量的作用。為了緊密配合素質(zhì)教育，我校成立了中學物理實驗改進研究課題小組，近期在演示實驗改進上作了一些探索，以下是我們的初步成果。一、廢物利用“瓶瓶罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”，我們在研究演示實驗時，注重因陋就簡、就地取材、廢物利用，不單為學校節(jié)約了開支，而且由于取材為學生所熟悉，學生更感興趣，對開發(fā)學生智力、提高學生素質(zhì)有著重要的作用。飲料瓶是最常見的廢棄物，我們研究了幾個由飲料瓶做的實驗來代替課本上的實驗。（1）用易拉罐做楞次定律的實驗用剪刀將鋁質(zhì)易拉罐剪成兩個寬

2、約1一2cm的鋁圈，取一長約15cm的飲料吸管，將兩鋁圈分別用膠帶紙粘在吸管的兩端，并將其中一鋁圈剪斷，將吸管擱在一廢燈泡上（如圖1所示），便能用強磁鐵做楞次定律的演示實驗了。（2）用可樂瓶做氣體膨脹做功實驗取一無色透明大可樂瓶、一個與瓶口相配的橡皮塞、一個從廢舊的自行車內(nèi)胎上取下的氣門芯。在橡皮塞上鉆一孔并將氣門芯插入瓶塞中。演示時，在瓶內(nèi)滴幾滴酒精，用橡皮塞塞住瓶口使它不漏氣，但塞子不要塞得過緊以防打氣時壓強過高使瓶子爆裂。用鐵架臺將瓶子固定（如圖2所示），最好用一無色尼龍絲網(wǎng)袋套住瓶子以確保安全。用打氣筒從氣門芯向瓶內(nèi)打氣，當氣壓足夠大時，塞子從瓶口沖出，此時瓶內(nèi)充滿白霧，從而說明壓縮氣

3、體膨脹對外做功，使瓶內(nèi)氣體內(nèi)能減小、溫度降低，故瓶內(nèi)部分酒精蒸氣和水蒸氣液化成霧狀。以上兩個實驗的特點是取材方便、制作簡單、演示可見度大，且廢物利用，勿需耗資分文。二、由繁化簡“一項演示實驗，使用的材料越簡單，學生越熟悉，就越想透徹地獲得所驗證的結(jié)果”（麥克斯韋），演示實驗宜簡不宜繁。過于復雜的實驗裝置還會分散學生的注意力，不易抓住事物的本質(zhì)，也不易鼓勵學生自己動手做實驗。我校原來使用氦氖激光儀做光學實驗，現(xiàn)有些光學實驗我們改用從文具店買來的激光指示器做實驗，上課時即可代替教鞭，又可做物理實驗，極為靈活方便。而且學生課后也能自己用激光指示器做實驗，增加了動手能力。我們還用激光指示器做微小形變的

4、實驗，取得很好的效果。如圖3所示，用夾子夾住激光筆，桌上置兩平面鏡，調(diào)整角度使光線經(jīng)兩次反射后照于天花板。當用力壓桌面時，桌子發(fā)生微小形變，由于平面鏡的光杠桿作用，對形變進行了兩次放大，而天花板對光線而言則是一個斜面，所以又進行了一次放大，演示效果相當顯著，且比我?，F(xiàn)成的演示裝置更簡單更方便。三、提高可見度演示實驗應具有一定的可見度，在課堂演示實驗時，有些實驗往往因后面的學生看不清而深感遺憾，有些不得不讓學生課后逐個觀看而消耗了許多精力。故可見度是衡量演示實驗質(zhì)量的重要標志之一。我們對一些實驗的可見度作了研究，取得較好效果的有用“粘粘手”做力學實驗。“粘粘乎”是從文具店買來的小玩意兒（如圖4所

5、示），顏色多種且非常鮮艷，尤其引人注目的是長約20cm的細長的“手臂”極富彈性，是勁度系數(shù)極小的橡皮筋，用該橡皮筋代替普通的橡皮筋做實驗，能大大提高可見度。（1）力的分解實驗如圖5所示，在橡皮筋的中間掛一小重物，橡皮筋的兩端分別連著兩個小環(huán)，將西環(huán)穿在一直桿上。先移動兩環(huán)使兩段橡皮筋的夾角為0，然后將兩環(huán)向外側(cè)移動。使兩段橡皮筋的夾角逐漸增大，便能觀察到橡皮筋的長度明顯增長。（2）共振實驗在橡皮筋的一端系一小球，手提橡皮筋的 一端，當手抖動頻率與固定頻率相差較大時，球振幅極其微小。當手抖動頻率與固有頻率相等時，振幅極大。若選擇的小球質(zhì)量合適，手微微抖動，振福便能達到05米。（3）分子力的實驗用

6、剪刀將質(zhì)量較輕的塑料墊板剪成半徑約8cm的圓板，用燒燙的細鐵釘在板的中央穿一小孔，將橡皮筋的一端穿過小孔，并在橡皮筋的這一端系一輕小細棒，使之不會脫落。手提橡皮筋的另一端，觀察此時橡皮筋的長度，再將圖板放人事先準備好的一盆水中（如圖6所示），用手向上提橡皮筋，橡皮筋的長度將伸長到原來的23倍時，圓板才能被提出水面。以上實驗簡單易做、耗資極少、然可見度大，該橡皮筋還能做更多的實驗。四、增加趣味性古有寒窗十年，今有題海無邊，可知從古至今讀書的艱苦，作為教師，應為如何提高學生的學習興趣而作出努力。在物理課上，最能吸引學生的莫過于做一個有趣的物理實驗，當教師做實驗時，即使班上最會開小差的學生也會聚精會

7、神。在上動量定理時，傳統(tǒng)的方法是用雞蛋做實驗，我們又增設(shè)了兩個有趣的實驗。（1）用牙簽、飲料吸管做沖量實驗。找?guī)赘嬃衔埽ɑ蚱渌乃芰衔埽?，取一牙簽（若兩端均為尖端，則切去一尖端），將牙簽放人管中，用嘴對準管口吹氣（見圖7），牙簽將從吸管的另一端飛出。該實驗令人感興趣的是吸管越長則牙簽飛得越遠。原因是吹氣所用的力一定時，管越長，則牙簽的受力（F）作用時間（t）越長。由Ft=p可知，牙簽的動量變化就越大，故飛出時牙簽的速度也越大，飛得也越遠。事實上這與長槍比短槍射程遠的原因是相同的。該實驗可在上動量定理這一課時演示。若吸管不夠長，可將兩至三根吸管接成較長的管子，接的方法是剪一段約2cm的吸管

8、，將其剖開包在接頭處，再用膠帶紙纏幾圈便可。（2）用“亮亮球”做沖量實玩具“亮亮球”是直徑約scm的彈性透明球，球內(nèi)裝有觸發(fā)電路，當該球受到足夠大的沖量時，球內(nèi)電路便被觸發(fā)引起閃光（見圖8）。演示時讓該球從一定高度分別落到硬地板上和松軟物體上，當球落到硬地板上時，小球受到較大的沖量，球內(nèi)便閃閃發(fā)光。當球落到松軟物體上時，小球受到的沖量較小，球則不亮。該實驗也能由動量定理加以解釋。由于該球制作精美、閃光醒目，能引起學生極大的興趣。隨遇平衡這一內(nèi)容課本上已經(jīng)刪除，但為了提高學生的興趣、拓寬知識面，我們自制了隨遇平衡的演示裝置。如圖9所示，讓一方輪在呈懸鏈形狀的軌道上滾動，竟然就象圓輪在平面上的滾動

9、那般自如！學生驚訝萬分。原來這是因為懸鏈狀恰好是讓方輪在上面“滾動”的形狀，滾動時方輪的重心高度始終不變，處處呈隨遇平衡的緣故。五、開發(fā)新實驗現(xiàn)成的實驗裝置往往不能滿足教學的需要。課本上還有許多內(nèi)容沒有現(xiàn)成的儀器配備，若不做，則學生缺乏感性認識，很難對學生講清楚，且內(nèi)容顯得枯燥乏味。真所謂“千言萬語道不清，一看實驗便分明”，為此我們也開發(fā)了一些新的實驗。（2）純電阻電路與非純電阻電路的比較如圖11所示，該電路主要由帶有小風扇的電動機、小電珠、變壓器串聯(lián)而成。接上電源，變壓器將220伏電壓轉(zhuǎn)化成6伏的電壓給電路供電使電動機轉(zhuǎn)動，此時小電珠幾乎不亮。當施加外力使電動機停止轉(zhuǎn)動時，小電珠立即變亮。該實驗現(xiàn)象的