中學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

1、中學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的重要性已不必贅述，尤其在當(dāng)今素質(zhì)教育的大背景下，在物理教學(xué)中實(shí)施素質(zhì)教育，實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(xué)物理實(shí)驗(yàn)改進(jìn)研究課題小組，近期在演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)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(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”，我們?cè)谘芯垦菔緦?shí)驗(yàn)時(shí)，注重因陋就簡(jiǎn)、就地取材、廢物利用，不單為學(xué)校節(jié)約了開(kāi)支，而且由于取材為學(xué)生所熟悉，學(xué)生更感興趣，對(duì)開(kāi)發(fā)學(xué)生智力、提高學(xué)生素質(zhì)有著重要的作用。飲料瓶是最常見(jiàn)的廢棄物，我們研究了幾個(gè)由飲料瓶做的實(shí)驗(yàn)來(lái)代替課本上的實(shí)驗(yàn)。（1）用易拉罐做楞次定律的實(shí)驗(yàn)用剪刀將鋁質(zhì)易拉罐剪成兩個(gè)寬

2、約1一2cm的鋁圈，取一長(zhǎng)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(qiáng)磁鐵做楞次定律的演示實(shí)驗(yàn)了。（2）用可樂(lè)瓶做氣體膨脹做功實(shí)驗(yàn)取一無(wú)色透明大可樂(lè)瓶、一個(gè)與瓶口相配的橡皮塞、一個(gè)從廢舊的自行車(chē)內(nèi)胎上取下的氣門(mén)芯。在橡皮塞上鉆一孔并將氣門(mén)芯插入瓶塞中。演示時(shí)，在瓶?jī)?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(guò)緊以防打氣時(shí)壓強(qiáng)過(guò)高使瓶子爆裂。用鐵架臺(tái)將瓶子固定（如圖2所示），最好用一無(wú)色尼龍絲網(wǎng)袋套住瓶子以確保安全。用打氣筒從氣門(mén)芯向瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)氣壓足夠大時(shí)，塞子從瓶口沖出，此時(shí)瓶?jī)?nèi)充滿白霧，從而說(shuō)明壓縮氣

3、體膨脹對(duì)外做功，使瓶?jī)?nèi)氣體內(nèi)能減小、溫度降低，故瓶?jī)?nèi)部分酒精蒸氣和水蒸氣液化成霧狀。以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是取材方便、制作簡(jiǎn)單、演示可見(jiàn)度大，且廢物利用，勿需耗資分文。二、由繁化簡(jiǎn)“一項(xiàng)演示實(shí)驗(yàn)，使用的材料越簡(jiǎn)單，學(xué)生越熟悉，就越想透徹地獲得所驗(yàn)證的結(jié)果”（麥克斯韋），演示實(shí)驗(yàn)宜簡(jiǎn)不宜繁。過(guò)于復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)裝置還會(huì)分散學(xué)生的注意力，不易抓住事物的本質(zhì)，也不易鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。我校原來(lái)使用氦氖激光儀做光學(xué)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有些光學(xué)實(shí)驗(yàn)我們改用從文具店買(mǎi)來(lái)的激光指示器做實(shí)驗(yàn)，上課時(shí)即可代替教鞭，又可做物理實(shí)驗(yàn)，極為靈活方便。而且學(xué)生課后也能自己用激光指示器做實(shí)驗(yàn)，增加了動(dòng)手能力。我們還用激光指示器做微小形變的

4、實(shí)驗(yàn)，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(dāng)用力壓桌面時(shí)，桌子發(fā)生微小形變，由于平面鏡的光杠桿作用，對(duì)形變進(jìn)行了兩次放大，而天花板對(duì)光線而言則是一個(gè)斜面，所以又進(jìn)行了一次放大，演示效果相當(dāng)顯著，且比我?，F(xiàn)成的演示裝置更簡(jiǎn)單更方便。三、提高可見(jiàn)度演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有一定的可見(jiàn)度，在課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，有些實(shí)驗(yàn)往往因后面的學(xué)生看不清而深感遺憾，有些不得不讓學(xué)生課后逐個(gè)觀看而消耗了許多精力。故可見(jiàn)度是衡量演示實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的重要標(biāo)志之一。我們對(duì)一些實(shí)驗(yàn)的可見(jiàn)度作了研究，取得較好效果的有用“粘粘手”做力學(xué)實(shí)驗(yàn)?！罢痴澈酢笔菑奈木叩曩I(mǎi)來(lái)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(zhǎng)約20cm的細(xì)長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)，能大大提高可見(jiàn)度。（1）力的分解實(shí)驗(yàn)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(gè)小環(huán)，將西環(huán)穿在一直桿上。先移動(dòng)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(dòng)。使兩段橡皮筋的夾角逐漸增大，便能觀察到橡皮筋的長(zhǎng)度明顯增長(zhǎng)。（2）共振實(shí)驗(yàn)在橡皮筋的一端系一小球，手提橡皮筋的 一端，當(dāng)手抖動(dòng)頻率與固定頻率相差較大時(shí)，球振幅極其微小。當(dāng)手抖動(dòng)頻率與固有頻率相等時(shí)，振幅極大。若選擇的小球質(zhì)量合適，手微微抖動(dòng)，振福便能達(dá)到05米。（3）分子力的實(shí)驗(yàn)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(xì)鐵釘在板的中央穿一小孔，將橡皮筋的一端穿過(guò)小孔，并在橡皮筋的這一端系一輕小細(xì)棒，使之不會(huì)脫落。手提橡皮筋的另一端，觀察此時(shí)橡皮筋的長(zhǎng)度，再將圖板放人事先準(zhǔn)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(zhǎng)度將伸長(zhǎng)到原來(lái)的23倍時(shí)，圓板才能被提出水面。以上實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易做、耗資極少、然可見(jiàn)度大，該橡皮筋還能做更多的實(shí)驗(yàn)。四、增加趣味性古有寒窗十年，今有題海無(wú)邊，可知從古至今讀書(shū)的艱苦，作為教師，應(yīng)為如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣而作出努力。在物理課上，最能吸引學(xué)生的莫過(guò)于做一個(gè)有趣的物理實(shí)驗(yàn)，當(dāng)教師做實(shí)驗(yàn)時(shí)，即使班上最會(huì)開(kāi)小差的學(xué)生也會(huì)聚精會(huì)

7、神。在上動(dòng)量定理時(shí)，傳統(tǒng)的方法是用雞蛋做實(shí)驗(yàn)，我們又增設(shè)了兩個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。（1）用牙簽、飲料吸管做沖量實(shí)驗(yàn)。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(duì)準(zhǔn)管口吹氣（見(jiàn)圖7），牙簽將從吸管的另一端飛出。該實(shí)驗(yàn)令人感興趣的是吸管越長(zhǎng)則牙簽飛得越遠(yuǎn)。原因是吹氣所用的力一定時(shí)，管越長(zhǎng)，則牙簽的受力（F）作用時(shí)間（t）越長(zhǎng)。由Ft=p可知，牙簽的動(dòng)量變化就越大，故飛出時(shí)牙簽的速度也越大，飛得也越遠(yuǎn)。事實(shí)上這與長(zhǎng)槍比短槍射程遠(yuǎn)的原因是相同的。該實(shí)驗(yàn)可在上動(dòng)量定理這一課時(shí)演示。若吸管不夠長(zhǎng)，可將兩至三根吸管接成較長(zhǎng)的管子，接的方法是剪一段約2cm的吸管

8、，將其剖開(kāi)包在接頭處，再用膠帶紙纏幾圈便可。（2）用“亮亮球”做沖量實(shí)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(dāng)該球受到足夠大的沖量時(shí)，球內(nèi)電路便被觸發(fā)引起閃光（見(jiàn)圖8）。演示時(shí)讓該球從一定高度分別落到硬地板上和松軟物體上，當(dāng)球落到硬地板上時(shí)，小球受到較大的沖量，球內(nèi)便閃閃發(fā)光。當(dāng)球落到松軟物體上時(shí)，小球受到的沖量較小，球則不亮。該實(shí)驗(yàn)也能由動(dòng)量定理加以解釋。由于該球制作精美、閃光醒目，能引起學(xué)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(xué)生的興趣、拓寬知識(shí)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(dòng)，竟然就象圓輪在平面上的滾動(dòng)

9、那般自如！學(xué)生驚訝萬(wàn)分。原來(lái)這是因?yàn)閼益湢钋『檬亲尫捷喸谏厦妗皾L動(dòng)”的形狀，滾動(dòng)時(shí)方輪的重心高度始終不變，處處呈隨遇平衡的緣故。五、開(kāi)發(fā)新實(shí)驗(yàn)現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)裝置往往不能滿足教學(xué)的需要。課本上還有許多內(nèi)容沒(méi)有現(xiàn)成的儀器配備，若不做，則學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)，很難對(duì)學(xué)生講清楚，且內(nèi)容顯得枯燥乏味。真所謂“千言萬(wàn)語(yǔ)道不清，一看實(shí)驗(yàn)便分明”，為此我們也開(kāi)發(fā)了一些新的實(shí)驗(yàn)。（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(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)、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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)小電珠幾乎不亮。當(dāng)施加外力使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小電珠立即變亮。該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的