高中物理教學論文有關向心力創(chuàng)新實驗的研究新人教版必修Word版

1、有關“向心力”創(chuàng)新實驗的研究隨著新課程改革的深入，實驗教學的創(chuàng)新對展現(xiàn)物理學科特色和功能發(fā)揮著不可估量的作用。一堂好的物理課決不能少了一個或幾個精彩的物理實驗，具有創(chuàng)造性的實驗會讓一些看似枯燥的內(nèi)容立刻變得生動無比，讓人在充滿樂趣的氛圍中欣然接受。圓周運動是同學們比較熟悉但又難以準確把握的一種運動，尤其對向心力的定義、作用、大小及來源缺乏形象直接的實驗體會。在這里我對有關“向心力”的常規(guī)實驗做了一些改進及補充。一、 小試身手簡易水流星表演：本實驗能輕易打破同學們源于對生活印象的錯誤“前概念”。我們可以直接利用裝砝碼的透明塑料小桶，為了看得更清楚給小桶加注滴有紅墨水的自來水，然后用手捏住細線的一

2、端，掄動細線使小桶在豎直平面內(nèi)做圓周運動?，F(xiàn)象表明速度較快時，水不會流出來。如果讓細線加長一些，則掄動的頻率可以減慢一些。操作非常簡單，每個學生都能輕易完成，該實驗使每個學生不由自主地想去探究水為什么沒有灑出來，這為講解向心力的作用作了鋪墊。二、展現(xiàn)“絕技”神奇剝雞蛋術： 本實驗富有趣味性，給人多種感官刺激和愉悅，耐人尋味。在看電影天下無賊時，我們對劉德華扮演的大盜神奇的剝雞蛋表演嘆為觀止，以為這肯定是電影特技，生活中不可能完成。殊不知我們凡人也能練就“神偷”一樣的絕技，只要注意技巧就行了。找一個大“肚子”而小口徑的玻璃杯（塑料杯也行），把一熟雞蛋放入杯中，手握杯口迅速地向懷抱內(nèi)沿螺旋線移動杯

3、子，邊移動邊倒轉(zhuǎn)杯子，然后繼續(xù)快速轉(zhuǎn)動手腕使雞蛋沿杯壁運動，我們可以聽到雞蛋殼與杯壁碰撞時悅耳的交響樂，接著就能享受已剝了殼的雞蛋了。三、 自制教具化繁為簡，直達目標： 自制系列（一）：本教具克服了實驗室大部分儀器只能定性研究向心力的缺點，能直接讀出做勻速圓周運動的小球的向心力，并可計算出小球所需的向心力大小，定量驗證向心力公式。整理材料：直徑20厘米的三合材料圓板（有機玻璃材料更好），自制帶洞鐵管軸，手搖離心轉(zhuǎn)臺，帶洞小球若干，尼龍繩，測力計一個，滑輪兩個，秒表，方形木板整理方法：（1）整理空心金屬圓筒，圓筒的內(nèi)徑盡可能小一些，并打磨光滑，固定在離心轉(zhuǎn)臺的小轉(zhuǎn)軸上。（2）整理直徑為20厘米的

4、三合材料圓盤，并標好刻度，將圓盤固定在空心金屬圓筒上端，并在下端固定一滑輪。（3）將帶滑輪的測力計固定在木板上并置于離心轉(zhuǎn)臺旁邊。使用方法：（1）將本教具放置在水平桌面上，把連接好一小球的尼龍線穿過金屬圓筒，繞過圓筒下面的滑輪和測力計上的滑輪，在線的末端打一個空心結(jié)，并套住測力計掛鉤，另一端的小球放在圓盤上。（2）先緩慢轉(zhuǎn)動離心轉(zhuǎn)臺的手柄，待轉(zhuǎn)速均勻后，記錄小球轉(zhuǎn)n圈所用的時間t，測力計的讀數(shù)F和小球做圓周運動的半徑r。設主動輪與從動輪的半徑之比為k，小球的質(zhì)量為m，從動輪的角速度為，主動輪的角速度為，則計算出的向心力大小為F ，看該力與測力計示數(shù)的關系.（3）改變小球質(zhì)量，重復操作。自制系列

5、（二）：本實驗源于生活中同學們最容易體會的圓周運動，而且原理和儀器簡單，小球轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，易于操作實驗材料：帶細線的裝滿水的小桶，水準儀，節(jié)拍器，空心筆筒，尼龍線，彈簧秤，兩個相同的小鋼球整理方法：把空心筆筒與彈簧秤依次固定在水準儀上，并確保各自的中軸線重合。然后把與小球連接的尼龍線穿過空心筆筒并掛住彈簧秤的鉤子，準備好節(jié)拍器。使用方法:掄動水準儀,盡量使它做近似水平面內(nèi)的勻速圓周運動.接通節(jié)拍器的電源可以使它發(fā)出有節(jié)奏的響聲調(diào)節(jié)旋鈕可以改變頻率掄動物體時可以就著節(jié)拍來采用控制變量法,分別變換節(jié)奏(即角速度),小球質(zhì)量,半徑來研究尼龍線的拉力(即向心力)的大小變化。即首先控制m,r一定,改變的大小

6、,看F與的關系.然后控制r, 一定,改變m的大小,看F與m的關系.再控制m ,一定,改變r的大小,看F與r的關系?？梢栽O每一個小球的質(zhì)量為m當節(jié)拍器的節(jié)拍為拍每分鐘時，設此時對應的角速度為則節(jié)拍器的節(jié)拍為拍每分鐘時，對應的角速度為 小球的轉(zhuǎn)動半徑為.米時對應的半徑為r，則轉(zhuǎn)動半徑為.米時對應的半徑為r數(shù)據(jù)紀錄：次數(shù)小球質(zhì)量轉(zhuǎn)動半徑角速度向心力mrFmrFmrFmrF四、 稍加變通模擬向心運動與離心運動：信手拈來，活用身邊的“壇壇罐罐”，一步到位地解析物理概念。把與小球連接的尼龍線穿過空心筆筒，另一端掛上鉤碼，用手掄動筆筒使小球在接近水平面內(nèi)轉(zhuǎn)起來，待轉(zhuǎn)動平穩(wěn)時，鉤碼靜止在空中不動，此時小球轉(zhuǎn)動的向心力可以看作近似等于鉤碼的重量。若增大轉(zhuǎn)速，則鉤碼的重量不足以提供小球所需的向心力，小球?qū)⑦h離圓心運