几个趣味物理小实验(共9篇)
在一间黑屋子里,用手电筒照射一面镜子和一张白纸。你想,是镜子亮还是白纸亮?你也许立即回答:“是镜子亮”。不要忙着下结论,还是先来观察一下吧!
左图表示了这个实验的结果:镜子看起来成了黑的。如果在同样条件下,白纸反而比镜子亮一些。这是什么缘故呢?
原来,光滑的镜而只能规则地反射光线,一束光线遇到镜面以后,虽然改变了前进的方向,但是它们在新的运动方向上仍然是整齐前进的。如果你的眼睛不在这个方向上,镜子的反射光就一点也不会进入你的眼里,所以镜面看上去是黑的。只有把镜面转到某一个角度,使它反射的光正好进入你的眼睛的时候,你才能看到耀眼的光芒(图A中表示了镜面对光线的单向反射)。
从图B中可以看出:一束光线照在白纸上,虽然对于每一条光线来说,光的反射定律都是适用的,但是由于纸的表面凹凸不平,光束就被反射到许多不同的方向去,这就叫漫反射。
正是借助漫反射光线,我们才能在任何方
向上看见被照亮的物体,观察到它们的颜色和细节,并且把这些物体和周围其它物体区别开来。
古时候,人们不了解眼睛的构造和作用。有人认为,人的眼睛能看见东西,是因为眼晴能伸出两条看不见的触角,触角碰到物体的时候,物体就被看见了。古代的科学家欧几里德、托勒玫等都是这样想的。现在在我们使用的语言中,还留有这种观点的痕迹,例如“目击”这个词,它的字面意思是“目光触及”,好象是说,眼睛可以伸出一条光线去触及物体。
现在看来,这种看法自然是不科学的。实际上眼睛一点光线也发不出来,我们看到东西完全是因为眼睛感受了从物体射来的光。
称空气的重量
空气看起来根本没有重量,但是你如果把一些空气放在天平上,就能表明事实上空气是有些重量的。
1.用尺子量出木片的中间位置,并在上面画一条线。
2.对着线在木片两侧按上图钉。
3.用细绳系住橡皮盘的中部,做成两个环。
4.将橡皮筋的两个环套在两个图钉上,这样木片就可以平衡了。如果木片不平衡,用橡皮泥加重(轻的一端)。
5.用胶带把一只气球粘在木片的一端。
6.把第二只气球粘在木片的另一端。气球重量一样,所以它们应当是平衡的。
7.拿一只气球给它充气。系紧气球颈口。
8.再把气球粘回到木片上,木片就倾斜了,因为充了气的气球比没有充气的气球重。
用吸管喝水
一个玻璃杯上面的空气同样具有重量,它紧紧压着饮料,当你吸的时候,它就将饮料压进吸管里。
失重现象演示四例
“失重现象”是高中《物理》(的内容.下面介绍几个自制的演示失重现象的小实验,以飨读者.
一、链条失重现象
图1图2图3
自制一木架,在木架上端悬挂一根细链条,使链条的一端A固定在木架横梁上,另一端B用细线系在链条A端的一个环上(为使现象明显可使链条长一些,在B端挂一个钩码).此装置放在带有托盘的台秤上,如图1所示,装置静止时观察台秤指针所指的示数.点燃火柴烧断系住链条B端的细线,这时引导学生观察台秤示数的变化,可观察到台秤示数变小.这说明链条下落时发生了失重现象.但当这一半链条下落到被上一半链条拉住静止时,台秤
又恢复到原来的示数.二、压力消失现象
在一个平底吊盘上放一个重物m,把一张薄纸条A的一端压在重物m和吊盘之间,如图2所示,纸条尽量窄且不很结实.当抽动一端时,纸条轻易地被拉断.实验时,一只手把纸条的另一端固定,另一只手提着盘的吊线B(也可以请学生上讲台来帮助教师完成此实验).先用手提着盘和重物慢慢下降,则纸条先被拉紧,接着就断裂了.这是因为纸条被重物压着的一端存在静摩擦力的作用.第二次换一张同样的纸条,把纸条的一端压在重物和盘之间,另一端固定,但是提吊线B的手突然放开,使盘和重物同时自由下落,可以看到纸条不但没有被拉断而且完好如初.这是因为自由下落过程中重物完全失重,不受盘的支持力,其反作用力——重物对盘的压力也就消失了,使静摩擦力不复存在.因此,可以从容地拉出纸条.三、喷泉失射现象
取一只旧塑料瓶(如可乐瓶),在瓶的一端侧壁上钻几个小孔,用手指堵住小孔,向瓶中装满水(向水中滴几滴红墨水,便于看得更清楚),松开手指,则水就会喷射出来.这是水的重量产生的压强对瓶壁的作用.如果松开了拿瓶的手,让瓶自由下落,这时可以看到水立即停止喷出.这是因为正在自由下落的水处于完全失重状态,水层之间不再存在压力,故水
不会从孔中流出.四、斜面上下滑小车失重现象
用薄三合板自制一个斜面(稍长些),把一小车通过细线固定在斜面的上端,如图3所示.此装置放在带有托盘的台秤上(固定好),待装置静止时观察台秤指针所指的示数.点燃火柴烧断系住小车的细线,小车将沿斜面加速下滑,这时可观察到台秤示数变小.这说明小
车加速下滑过程中发生了失重现象.烧不着的布条
找一块棉布条,用水淋湿,在中间部分滴上酒精,然后用手拿着布条的两端,把布条张开,用蜡烛的火焰烧有酒精的部分。有趣的现象出现了:在棉布条正对火焰的上方升起了火焰,好象烛焰穿过了布条。拿下布条一看,真奇怪,棉布条并没有烧焦。
还可以做一个实验:
用一张纸摺成一只小纸锅,里面盛上水,四角穿上四根线绳把它吊起来,下面点一支蜡烛。要是在通常情况下,纸锅很快就被烧着了,可是这一回水都烧开了,纸锅仍未着火。
这是为什么呢?原来水在沸腾的过程中(只要有水存在),温度不会再升高,始终保持100℃,而布和纸的燃烧温度都超过100℃。因此,虽然酒精燃烧了,水也烧开了,但是在水的保护下,布和纸没有被烧着。“烧不着的布条”是魔术师经常表演的一个节目。
现在,我们来讲一个有关意大利著名物理学家费米的故事。费米一生有很多杰出的发现和发明,他所以能有那么大的成就,就是因为他非常善于把理论知识同实验结合起来。据说他在罗马大学当教授的时期。喜欢和学生讨论一个个的实际问题。他一边分析,一边实验,问题解决了,学生也学到了思考问题和解决问题的方法。
有一次,费米问一位女同学:烧菜用的橄榄油,它的沸点比锡锅的熔点高,但人们却能够在锡制的平底锅里用橄榄油煎东西,看起来油沸腾了,锡锅并没有烧坏,这是什么缘故?
你能回答这个问题吗?
这个问题是这样解释的:煎东西的时候,看起来好象是油沸腾了,实际上油并没有沸腾,而是食物里的水分在沸腾,我们知道水的沸点是100℃,它沸腾时,要变成气体跑掉,带走大量的热,这样油的温度不会升得很高,比锡的熔点(232℃)低,所以锡锅不会熔化。
自制保温器
热的物体如果不被“绝缘”很快就会失去热而变冷。绝缘体就是不让热较易地通过。制作一个绝缘容器,就可以保存热水。
1.在带盖的小瓶外面包两层铝箔,用胶带固定。放上铝箔,亮面向里。
2.在玻璃杯和带盖的小瓶中倒入热水,并将小瓶的盖旋紧。
3.将大软木塞置于大瓶底部,将带盖的小瓶放在上面。再盖上大瓶盖,这就是你的保温器。瓶盖阻碍热向上散发。热不容易通过软木塞和瓶中的空气。铝箔的亮面有助于保温。
热很容易离开杯子,所以水就变凉。
4.等5-10分钟。取出小瓶,将手指深入水中。水还是热的。而玻璃杯中的水已经凉了。
保温与冷藏
在教学过程中,时常听到学生反映物理难学,对物理课不感兴趣。学生有此反映,具体原因可能是多方面的。但就笔者所见, 一个较普遍的原因还是物理课的教学内容和实际现象联系不够,学生感受不到所学习的知识在生活中的具体运用,时间长了,就失去了学习物理学的兴趣。而美国教育家布鲁诺说:“学习的最大动力乃是对所学材料的兴趣。”因此,教师应该在将物理知识与学生生活实践和社会实践密切结合, 把学生的感性认识与理性知识相结合, 选用一些生活用品和学习用具进行一些趣味性的物理小实验, 拉近物理知识与学生生活实践的关系,提高学生对物理的学习兴趣。那么,对于这一设想,我们该如何做呢?
一、实验与理论有机联系
所做的趣味实验不应该是孤立的, 应该和平时的教学内容紧密联系。这就需要老师在平时的教学过程中,细心留意、勤于思考,看看可以针对哪些教学内容进行趣味性实验。下面列举几个实验。
1. 在“物体的平衡” 的教学中 , 我们可以适时做这样一个实验。请同学们坐下来,把上身挺直,而且不准把两只脚移到椅子底下。不准把上身向前倾,也不许改变两脚的位置,请同学们试试看站起身来。实验的结果是无论花多大力气,只要不把上身向前倾或者把两脚移到椅子底下去, 就休想站得起来。
这是同学们平时没有尝试过的,他们会觉得很有趣。不用老师问,他们自己就会思考:这是为什么呢? 这个时候老师可以引导他们得到答案:一个站立着的物体,只有当那条从它重心引垂下来的竖直线没有越出它的底面的时候,才不会倒下,也就是说,才能够保持平衡。
2.在“静电场”这里 ,我们为了说明电荷和静电力的存在 ,经常做摩擦过的橡胶棒吸引纸屑的实验, 这对于学生来说早就没有了新意。这里我们可以设计这样一个实验:将一个比较轻的薄木条支在一个摩擦很小的绝缘支架上, 表演者站在绝缘的站台上,用带有静电的手靠近木条的一端而不接触,这样就可以不接触而牵引木条转动。不明原因的同学会感觉到表演者有一种“魔力”,其实只是用静电产生装置不断将电荷转移到表演者的手上,利用静电吸引力产生的效果。
二、实验要具有趣味性
具有趣味性的实验,自然更能激发学生学习兴趣,使他们在观察实验中出现现象的同时,思考其中蕴藏的原理。教材中安排的实验虽然对理论知识的得出或者理解很有帮助, 但是普遍缺乏趣味性。那么我们应该在这些实验之外再开发一些具有相同原理的趣味性实验。
例如:1.在解释“反冲”时,教师会给学生讲火箭的发射原理,展示火箭升空时的情景视频,这些对于学生来说,已经不新鲜了, 起不到深刻的教学作用。如果在这里我们能做一个“水火箭”的实验 ,当看到那么简单的装置能够使塑料瓶“嘭”地飞得老高时,学生的兴趣和热情一定很高。
2. 在“热学 ”这里讲到压强与温度的关系时 , 我们可以做一个“小喷泉”实验。在一个玻璃瓶内装四分之一的水,将一个较细的塑料管穿过瓶塞, 使塑料管的下端没入水中, 塞紧瓶塞,然后往瓶上倒开水,一会儿就能看到水从塑料管中喷出形成持续时间较长的“喷泉”。这个有趣的实验能够深刻地让学生领悟到压强与温度的关系。与此类似,还可以做这么一个实验,在一个正在被加热的盛有水的烧瓶口上套一个气球,继续加热,气球很快就鼓了起来。这时停止加热,耐心观察,便看到气球逐渐瘪了下去,最终被吸入瓶内。这个实验中,在气球被反吸进瓶内的一刹那,学生一定会很惊讶,甚至感到震撼留下非常深刻的印象。
三、能够让学生广泛参与
如果对于每一个趣味实验,学生只是旁观者,那么我们就难以实现趣味实验的更深远的意义。苏霍姆林斯基说:“兴趣的源泉还在于运用知识,人的内心里总想感到自己是发现者、研究者、探寻者。”所以我们应该让学生尽可能地参与到实验中,从旁观者变成实验的制作者和表演者,切实体会其中的乐趣和成功的喜悦,从而使学生激发出源源不断的学习动力。
另外,只有参与进来,自己动手去做,才能谈得上培养学生的动手操作能力、解决问题的能力及创新能力。因为很多实验看起来简单, 其实在制作和表演过程中会遇到很多细节问题,而这些细节问题能否解决直接影响实验效果优劣。在这样的过程中,学生的能力一定会得到培养和提高。就拿“水火箭这个实验来说,要使实验成功,使“火箭”飞得很高,就要解决这样几个细节问题:减小空气阻力和自身重力、加强“火箭”飞行的稳定性、塑料瓶内装多少水最适宜、瓶塞应该紧到什么程度等。要解决这些问题学生考虑选择什么样的塑料瓶、什么样的外形,并通过多次尝试确定瓶内水的多少及瓶塞的松紧度。
四、指导学生开展实验活动
对学生的指导应该包括两个方面内容。
第一,指导学生组建兴趣活动小组。组建活动小组的意义 ,首先 ,可以发挥 集体智慧 ,做出最好 的实验和 最理想的实验效果; 其次, 能够培养学生的团队合作精神和互相学习、取长补 短的优秀 学习品质 ;再次 ,对于一些 比较复杂 的实验,可以拆解分配,使每个同学既能参与又不占用过多的学习时间。
第二,指导学生确立实验方向和解决技术性问题。在学生不知道该做什么实验的时候, 老师应该帮助他们确立实验的方向或者实验的题目。在完成一个实验的过程中,学生难免会遇到一些技术性问题, 这些问题会影响到实验的完成或者是实验的效果,如果学生无法解决,老师就可以给予适当指导例如,在做“孔明灯”时,要想使“孔明灯”飞得高、飞得久,就要使用尽可能轻的材料和较多燃料, 特别是如何让燃料又多又轻呢? 这是这个趣味实验中关键性的技术问题,老师可以给予引导。
关键词:趣味小实验热学学习热情
高中物理热学部分的内容安排在选修3—3,包括分子动理论,固体、液体和气体,热力学定律与能量守恒,能源与可持续发展等四个课题,而该模块在高考中与选修3—4列为二选一的选考内容,2007年广东高考是以选择题出现,分值是8分;2008年广东高考是以填空题出现,分值是10分,根据高考题出现的题型和分值以及这两年的具体题目难度来看,该模块在能力要求上较低,只要学生掌握了这一模块的基本内容,对这部分的题目是轻而易举的,而在高三阶段不可能花很多时间去复习这一模块每一个内容,所以在新课学习时如果能给学生留下深刻的印象将起很大作用。
物理是一门以实验为基础的学科,在教材中有演示实验,学生分组实验,还有实践与拓展中的小实验,通过这些小实验,可以开发学生智力,激发学生的学习兴趣,培养学生的观察能力和实际动手操作的能力;调节教学以和谐教育思想为指导,渗透愉快教育、成功教育和创造教育,以系统论、信息论和控制论为科学依据,使教学系统优化运行、教学过程优化控制,能有效地提高物理教学质量。
研究热现象有两种不同的方法,一种是根据观察和实验,从宏观上总结热现象的规律;另一种从物质的微观结构出发,建立分子的动理论,用统计的方法说明宏观物体的热现象,要使学生对所学的知识充满强烈的好奇心和旺盛的求知欲,重要的一条是做好小实验,增强实验的趣味性和直观性,使课堂气氛“热”起来,使学生的学习热情热起来,本文仅从几个趣味小实验的角度对热学内容的辅助教学谈谈笔者的看法。
一、分子引力
分子动理论中,分子间的相互作用力是一难点,广东版教材安排的演示实验是:把两根断面切平磨光的铅柱用力压紧后不分开,这实验器材难找,如采用实践与拓展中的小实验:把一块洗干净的玻璃板吊在弹簧秤的下端,读出其读数,然后使玻璃板水平接触水面,再向上提起,会发现玻璃板脱离水面的瞬间,弹簧秤的读数明显增大,这是因为水分子跟玻璃分子之间的引力作用使得弹簧秤的读数增大了,而且这个实验取材容易,学生课后也可以自己找器材做。
二、分子间有间隔
取一根玻璃管,注入半管用红墨水染红的水,再注满酒精,塞上胶塞,上下颠倒几次,混合均匀后,发现液面明显下降,正可谓“1+1<2”,由此很好地说明了分子间是有间隙的。
三、液体的表面张力
教材安排了一个用热针刺环上肥皂水的薄膜的实验探究来了解液体的表面现象,除了这实验之外,如果再适当地增加一两个小实验,或课后让学生自己动手多做几个小实验,不仅可以提高学生的学习热情,激发学生的学习兴趣,更有助于学生理解该知识点的内容。
1多孔纸片托水
平常说“竹篮打水一场空”,那是因为竹篮有孔,现在在一个空玻璃瓶里装满有色水,用一块被大头针穿了很多小孔的纸片盖住瓶口,将瓶倒转,使瓶口朝下,发现水并不会从小孔流出,这跟雨伞的原理一样。
2不受控制的泡沫
在硬泡沫上削下一小块像一元硬币大小的薄片,放在装有半瓶水的小瓶子里,会看到薄片先从中间往瓶子边缘移动,快要到瓶子边缘时,薄片加速运动,并尽力往瓶壁上爬,最后薄片一部分在水里,一部分在水和瓶壁的交界处(露出水面),如果用牙签轻轻把薄片推到瓶中间的水面,它仍然要往瓶壁处运动,且尽力往上爬,不管你怎样推,结果都一样。
往瓶子继续加水,直到加满后水面成凸面,这时薄片移动到水面的中心凸面处不动,如果你用牙签把它往瓶子边缘方向推将非常困难,推到边缘时,只要你放开牙签,它立刻回到中心水面停着不动。
3“贪婪”的水杯
把一只水杯装满水,一直加到杯子边上,按说应该是满了,不能再盛其他东西了,但是如果你把大头针小心谨慎地放进杯子里(一定要小心,不能让水有一点震动以免溢出,可先把针尖放进水里,然后慢慢放手),你会发现盛满水的水杯还能容纳几十枚,甚至几百枚大头针,而杯子里的水并没有溢出,只是看到水面比杯口略高出一点来,这看起来好像那些大头针失去体积似的,不占据杯子的空间,杯子也好像变大了似的,即使盛满了水还能“吞”下那么多的大头针。
四、气体实验定律
气体实验定律这一内容课标要求是:理解实验定律的内容,掌握定律的简单应用,再结合高考的考纲,这一内容不会再以复杂的计算题出现,所以定性研究显得比定量研究更重要,现在的广东版教材是采用先进的数字化信息系统研究,这样的实验设备没几个学校具备的,看看下面简单易行的小实验。
在一个窄口玻璃瓶(或透明的硬塑料瓶)的下端侧壁开一小孔,将一带滚轮开关的一段输液管插入小孔,并密封好孔口,然后将一个大号有色气球装入瓶内,气球口径反套在瓶口。
1先将开关关上,让学生吹气球,尽管学生用了很大力气,但是气球不过大了一点,表明一定质量的封闭气体,在等温过程中,体积变小时,压强增大(玻意耳定律),对比实验:打开开关,再让学生吹,气球很容易就胀大了。
2打开开关,用嘴在输液管处吸气,发现:虽然没有吹气球,但气球自动胀大了,表明大气压的存在和作用,
3打开开关,将瓶浸入热水加热(管口露出水面外),然后关闭开关,再放入冷水降温,发现气球稍微胀鼓起来,表明一定质量的封闭气体,在压强不变时,温度降低,体积要缩小(盖·吕萨克定律)。
在我们的生活中会遇到许多有趣、奇妙的自然现象,我们可以从中汲取灵感,设计新颖巧妙的实验器材,给学生做一些简单易行的趣味小实验,为他们创设赏心悦目、富有情趣的意境,并启发他们积极思考,作出合理的科学解释,这种集趣味性,知识性为一体的实验深受学生们喜爱,而且能促进学生对知识的理解,培养学生持久的学习兴趣和创新思维能力,形成勤于思考,勤于动手的能力和习惯,让学生从意识上认识到,物理实验不仅能在课堂上演示和实验室完成,课后也能够利用身边的简单材料自己动手做,并且还能从中发现问题,进一步调动学生的积极性,并把这种兴趣和习惯贯穿于学习过程的始终乃至终身,起到课堂教学中不可替代的重要辅助作用。
一. 活动目的:
本次活动旨于突出化学特色,展现化学风采,向广大师生展示平时接触不到的化学实验,传播化学知识,更将化学实验与实际中的现象联系起来,让大家从趣味中学习,从实验中剖析化学知识。
二. 活动主题 :以趣味实验,秀化学风采
三. 活动时间:11月8日
四. 活动地点:红棉路
五. 主办单位: 化学化工学院化学学生党支部
六. 活动方式
本次活动以设点摆摊的形式,在化学节游园活动当天于学校红 棉路设点摆摊,现场为广大师生展示选定的化学趣味小实验的整个实验过程,并讲解其中的原理以及其应用。同时,适当地让前来观看的师生参与其中,亲手体验化学实验的奥妙。
七. 活动流程
1. 前期准备
(1)查找趣味化学小实验,挑选4个比较有代表性的趣味化学实验
(安全,容易完成,时间短暂,有趣味性)
(2)写活动策划书,统筹,组织整个活动
(3)到实验室寻找实验所需材料,并对选取的实验做试验,并与实
验室老师联系,预定活动当天的实验试剂及仪器
(4)制作一份电子版宣传海报(可由党支部中的积极分子或党员负
责,或寻求院团委学生会宣传部帮忙)
(5)团委副书记向学院老师发出口头邀请,邀请其活动当天前来莅
临观看
(6)联系学校的记者团,邀请其于活动当天前来采访;联系院团委
学生会编辑部,请其于活动当天前来拍照写稿
(7)整理趣味实验的步骤及原理,做成文档(每一个实验独立)并
打印多份(活动当天用)
2.活动当天
(1)3位工作人员提前3个小时到相应地点搬桌椅等设点摆摊的设备,并在活动举行点布场,贴好宣传海报
(2)2位工作人员提前2个半小时到实验室拿取试验品
(3)活动开始前15分钟要准备好各相关事宜:场地布置,试验品准
备,实验原理文件,洗涤仪器的水,宣传海报,工作人员就位等
(4)活动开始:现场分为两个实验台(每个实验台负责2各实验,1-2名工作人员负责)——开始展示实验过程(由做实验者边演示边讲解其原理,应用,另一位工作人员做补充以及发放准备好的实验原理文件)——连续重复展示几次之后邀请观看者参与——教参与者完成实验——与参与者拍照留念——继续展示,讲解
*期间,嘉宾前来观看时可邀请其参与,无论参与与否,都需为
嘉宾拍照留念
*编辑部同学负责活动的拍照,写稿
(5)活动结束,所有的工作人员留下清理现场,回收物品
八.注意事项
1.所挑选的实验应安全可行,易于完成且有一定意义
2.活动前应做好宣传工作,准备工作
3.活动当天要避免费工作人员随意拿走化学药品
4.实验过程中做到不浪费,不造成污染
5.讲解原理要清晰易懂
6.4个实验安排要合理,次数要均匀
九.经费预算
1.原理文件打印(50份):5元
2.标签制作(4张):4元
共计: 9元
1、检验含碘食盐成分中的碘
实验原理
含碘食盐中含有碘酸钾(KIO3),除此之外,一般不含有其他氧化性物质。在酸性条件下IO3-能将I-氧化成I2, I2遇淀粉试液变蓝;而不加碘的食盐则不能发生类似的反应。
实验用品 :试管、胶头滴管。含碘食盐溶液、不加碘食盐溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉试液。
实验步骤:
1.在2支试管中分别加入少量含碘食盐溶液和不加碘食盐溶液,然后各滴入几滴稀硫酸,再滴入几滴淀粉试液。观察现象。
2.在另一试管中加入适量KI溶液和几滴稀硫酸,然后再滴入几滴淀粉试液。观察现象。
3.将第3支试管中的液体分别倒入前2支试管里,混合均匀,观察现象。
2、自制汽水
汽水是由矿泉水或经过煮沸、紫外线照射消毒后的饮用水,充以二氧化碳制成 的。属于含二氧化碳的碳酸饮料。工厂制作汽水是通过加压的方法,使二氧化碳气溶解在水里。汽水中溶解的二氧化碳越多,质量越好。市场上销售的汽水,大约是1体积水中溶有l体积~4.5体积二氧化碳。有的汽水中除含二氧化碳外,还加入适 量白糖、果汁和香精。二氧化碳从体内排出时,可以
带走一些热量,因此喝汽水能解热消渴。喝冰镇 汽水时,由于汽水的温度更低,溶解的二氧化碳更多(0 ℃时,二氧化碳的溶解度比20 ℃时大1倍),有更多的二氧化碳要从体内排出,能带走更多的热量,所以更 能降低肠胃的温度。因此,千万不能大量饮用冰镇汽水,以免对肠胃产生强烈的冷刺激,引起胃痉挛、腹痛,甚至诱发肠胃炎。此外,过量的汽水会冲淡胃液,降低 胃液的消化能力和杀菌作用,影响食欲,甚至加重心脏、肾脏负担,引起身体不适。
在实验室和家庭中也可以自制汽水。取一个洗刷干净的汽水瓶,瓶里加入占容 积80%的冷开水,再加入白糖及少量果味香精,然后加入2 g碳酸氢钠,搅拌溶解后,迅速加入2 g柠檬酸。并立即将瓶盖压紧,使生成的气体不能逸出,而溶解在 水里。将瓶子放置在冰箱中降温。取出后,打开瓶盖就可以饮用。
3、制作“叶脉书签”
实验步骤 :
(1)选择外形完整、大小合适、具有网状叶脉的树叶,这是成功的关键,叶脉不硬的就好象煮树叶汤
(2)用水将树叶刷洗干净,放在约10%的氢氧化钠溶液中煮沸。当叶肉呈现黄色后取出树叶,用水将树叶上的碱液洗净;
(3)将叶子平铺在瓷砖或玻璃板上,用试管刷或软牙刷慢慢刷去叶肉。将剩下的叶脉放在水中轻轻清洗,稍稍晾干后,夹在书
中压平。
4、建造一座“水中花园”
***陈静
一年的时间转眼即过,晃眼间,竟然与物理实验处了2个学期了。其实,在进入大学才知道,大学的物理实验和中学的物理实验还是很大区别的。中学的时候做实验的时间很少,即使做也是老师在上面讲然后让我们简单的弄弄,随性而过的。但是大学的物理实验并迥然不同。有着一套完整的实验秩序,我们先要花2节课的时间进行实验预习,然后在下星期做实验之前要完成预习报告——完成6项内容,在当堂实验课测好的数据要给老师签字确认,回去以后继续撰写完整的实验报告——包括实验数据处理、实验小结。这样的流程才算完成一个完整的实验。
在实验过程中,我们难免会遇到操作难的实验,个人觉得关于光学的实验操作起来是比较困难的,比如分光计的调节和三棱镜顶角的测量、用光栅测量光波波长、薄透镜焦距的测定。之所以说这几个实验操作起来比较困难,我觉得主要是涉及到分光计的调节以及读数问题。由于分光计是一种比较精密的光学测量仪器,在调节使用中须按一定的规则进行,对于初次接触这一仪器的学生来说,往往会遇到一些困难.在实验过程中我发现,调节望远镜光轴与分光计中心轴相互垂直(即当载物台上平面镜转过180°前后,望远镜均与平面镜达到自准,即望远镜光轴与平面镜垂直)的过程,是实验中花费时间较长,出现问题较多的一个环节。而该环节能不能快速达到实验要求将直接影响后面的实验操作。有一个方法还是比较快捷可行的,那就是:(1)调节望远镜调平螺丝,使望远镜目镜所在一端升高,此时视场中十字丝像将向下移动.当十字丝像移至视场中的下分划板刻线时,,再调节载物台下靠近望远镜的调平螺丝, 将十字丝像调回至上分划板刻线处, 这一步调节保证了平面镜正对望远镜的一面与望远镜仍然是自准的,即平面镜反射回视场中的十字丝像被跟踪,使之不离开视场或不离开上分划板刻线。重复多次平面镜与出望远镜光轴和分光计中心轴更接近于垂直.(2)将平面镜转180°后,看视场中有无十字丝像.(3)如果没有十字丝像,将平面镜再转回来,重复上面(1)和
(2)步操作.一般,重复操作次数不超过3 次,就能在平面镜转过180°后发现十字丝像。至此,平面镜两面反射回来的十字丝像均已找到.再利用“各半调节方法”反复调至两面的十字丝像均与上分划板刻线重合即可。
其实,我们平时做的实验,都是书上有的,可谓是按部就班,只是对我们平时学的一些知识理论进行一些验证之类的。这个是最根本的要求。现在都在说创新教学,创新实验,我们不仅要了解实验目的,正确使用仪器,作必要的记录,得出相应的结论整理好实验器材,根据实验观察到的现象和结果得出结论,做出正确的实验报告是实验的实验中要有实事求是的科学态度。我们更要学会运用自己学过的验证过的知识,在其他方面一展所长。这样会更有意义。而如何利用这门课培养创新能力呢?首先就是要培养自己“观察”能力,打好创新基础。观察是有目的、有计划的一种思维着的知觉,是知觉的最高级形式。演示实验教学是培养观察能力的最重要途径。老师做演示实验时,除交代实验器材、实验目的外,更重要的是提出观察的重点。老师对每一项演示实验都应制定相应的程序和方法,特别是依据学生的基础,预见到学生原有知识、经验的缺陷,精心策划富有启发性的引导措施,变简单的实验“观看”过程为实验“观察”过程,以培养学生的观察能力,打好创新的基础。其次,增加分组实验,增强创新体验。我们自己独立地运用实验去探求知识或获取必要的感性知识,从而自己总结得出结论的过程。这样做不仅可以在课堂上增加学生动手动脑的机会,加强实验基本功的训练,而且还可以通过实验探求知识,获取知识。对学生来说,按照思维发展获取新知识的过程,本身就是创新的过程。再者,开放实验室,拓展创新空间。课堂实验教学外.开放实验室,让学生到实验室去通过“动手”自主做实验,可有效拓展学生的创新空间。实验室的开放时间可选在每天自修或课外活动时间对学生开放,让学生有条件研究和创新。还可设立“废料利用箱,让学生除可充分使用实验室内各种仪器进行实验外,还可以把平时弃置的易拉罐、废胶管等收集起来,供同学们选用。创新正是我们当代大学生应该培养的能力。
以下是关于测转动惯量的实验另一种方法,根据我们所学的知识,我们可以利用求复摆
周期反解出转动惯量J来。
一个任意形状的刚体可绕通过其中的光滑水平轴O在竖直面内自由转动,将它从平衡位
置(转轴O与质心C的连线的竖直方向)转动一个小角度ล就形成了复摆令质心C到O轴的距离为d,刚体相对于O轴的转动惯量为J,刚体质量m,设ล正方向为逆时针转动,离开平衡位置时,刚体所受的回复力矩为M=-mgdsinล。
根据转动定律有:M=JB=J*(d2ล/dt2),又因为,ล<5,sinล=ล,所以d2ล/dt2=M/J=-
mgd/J*sinล=-mgd/j*ล。令w2=mgd/J则有:d2ล/dt2+w2ล=0,所以ล=ลmcos(wt+b)。其中ลm为ล的最大值。复摆做简谐振动,其震动周期为:T=2*3.14*(J/mgd)l/2。所以J=[T/(2*3.14)]2*mgd。
实验书上用的是三线悬盘摆来测转动惯量,但是测转动惯量并不只是一种方法,正如上
面所述,如果我们对刚体转动惯量的知识理论很了解,我们仍然能够从其他途径去进行实验,而 不仅仅是利用书本上所教授的。
所以说,物理实验课是一门培养同学们动手能力,创新能力的优秀课程。首先,物理实
一、从物理的本质看,物理实验是教学内容的一部分
新课程标准明确指出:“物理学由实验和理论两部分组成。物理学实验是人类认识世界的一种重要活动,是进行科学研究的基础。”该标准要求学生以实验室的活动为手段,通过探究,自己去设计实验,选择仪器,收集实验数据,归纳并总结规律。该标准还明确指出:“学校和教师应该根据要求安排足够的学生实验和演示实验。应该充分利用实验室现有的器材,尤其应该利用多年闲置的器材开发新的实验。”过去的物理实验只限于教科书规定的几个有限的实验,新课程标准则要求根据探究活动的需要,让学生尽可能多地进行实验活动,而不是局限于教科书上的几个实验。由此可见,实验在中学物理教学中具有重要的地位。
二、物理实验有助于培养学生的思维能力
中学物理实验的实验方法是多种多样的。以演示实验为例,不同的演示实验,有不同的演示方法。种种不同的演示方法可以形成学生思考问题时的不同思维方式,有助于培养学生的思维能力。
1.归纳
物理学中的许多规律,都是在大量实验的基础上归纳得到的。我们在通过演示实验得出物理规律时,应当自觉地应用归纳的方法。
2.对比
为了让学生从已知的知识出发,理解所学知识以加深印象,一些实验需要作对比。例如,演示滑轮和轮轴时,要与杠杆进行对比。有的实验必须通过对比,才能使实验结果明显。另外,还有分步、剖析、模拟、放大等演示方法。多种多样的演示方法,有助于培养学生的思维能力。
三、物理实验能有效促进学生认知的发展
物理世界是丰富多彩的,中学物理实验(包括教材中设置的众多“小实验”和“做一做”等)大大地促进了学生的认知发展。具体表现在以下几方面:
1.加强学生对知识的理解和巩固
学生通过物理实验,可以大大丰富感性认识,深化与活化已掌握的物理知识。实验与其它物理内容的密切联系,可以使课堂教学得到不断的延伸。
2.通过实验活动培养学生观察、动手、动脑的能力
学生学习物理感到困难,其重要原因之一,就是不会把所学的知识用来研究具体物理问题。通过实验,可以使学生养成善于分析、善于总结的良好的习惯,使学生感到物理知识亲切,能解决生活中的具体问题。
3.提高学生学习物理的兴趣,发展学生的个性
物理实验以灵活、生动、多样、有趣等特点,激发学生学习物理的强烈兴趣,有利于因材施教,发展学生个性,开发学生智力。
四、物理实验具有非语言的传播功能
1.无声地传递着一种科学思想
透过演示实验,学生可以看到科学进化的实验背景、仪器设备背景,寻觅到人类与自然作斗争的历史足迹;体察出实验设计者独具匠心的巧妙方法、用心良苦的教学思想。
2.教师亲自演示的感染力量
教师全神贯注地操作实验,被实验现象所吸引,特别是为实验的成功、挫折而惊喜、担忧,这种无意识的感情流露,无不强烈地向学生传达着一个信息,实验的确是科学不可缺少的部分,它值得我们花时间和精力。这样的效果比教师说实验、要求学生如何如何重视要好得多。试想,如果教师总是不亲自操作演示实验,而是由专门的实验人员或多煤体代行其事,自己只在一旁指挥和评论。这不但会使教学失去理论与实验、现象与公式、言语与非言语之间水乳交融、恰到好处地配合的可能,而且无声地告诉学生:亲手实践并不是必要的,指挥家、评论家更尊贵。教师亲自操作演示实验,这对学生以后自己完成分组实验在方法和技能上是一种必要的示范,更重要的是这样教师是在用自己的行动无声地告诉学生实验的重要性,以自己在实验中的情感体验无意识地感染学生。
3.改善课堂结构和师生关系
演示实验的进入改变了课堂的空间结构,这无声的语言可以活跃课堂气氛。接近师生间心灵的距离,融洽师生关系,从而促进教与学的过程。随着演示实验的引入,一方面实验现象本身可以吸引学生,接近他们的心灵与教师和教学内容的距离;另一方面许多演示实验也常常需要学生配合,有些甚至一部分内容要由学生完成。这样就使课堂变得比较活跃,师生之间的交流更易进行。在这样的情境中,班级中平时学习成绩并不好但活泼好动的学生往往成为了活跃分子。这一方面给了他们施展才能的机会,另一方面也往往使教师偶而触动,改变对这些学生可能存在的成见。同时也更利于发现学生在学习上的困难。这样就更有可能客观公正地评价对待学生,而这些无形的因素对学生学习的影响有时往往是出人意料的。总之,在融洽的师生关系中,在活跃的学习环境中学习科学知识,教与学的双方都能得到更快的提高。
一、注重对不同实验使用相同实验器材的归类和相同物理 量的不同测量方法的归纳
二轮复习应注重对知识的归纳、整理, 可将零散的物理知识、复杂的物理内容、不同知识间的联系和区别简单化、条理化、系统化, 从而使物理学习事半功倍, 大大提高学习效率. 对于实验复习, 我们从这几方面入手, 提升学生的综合能力.
1. 突破实验器材装置的归类
中学物理大多数实验, 两个或两个以上的实验仪器就可以组成一套实验装置, 其中有些实验装置往往可以完成若干个不同实验项目, 这是因为物理学各个知识点之间本身就存在联系, 比如力、功、能三者之间就是相互联系的, 物体在力作用下发生一段位移, 必然涉及到做功问题, 而做功必然涉及到能的转化, 所以跟力、功、能相关的实验往往可以用同一套实验装置来完成, 所以应注意对涉及此类问题的常用实验装置进行归纳.
图1可以完成几个不同实验, 比如有: ( a) 探究加速度与力、质量的关系; ( b) 探究功与速度变化的关系; ( c) 验证机械能守恒定律.
分析: 教师对上图装置分别做以上三个实验的使用原理归纳好后, 可以向学生指出该装置之所以可以完成以上三个实验, 关键是因为: 一方面这三个实验均需测速度和位移, 而该装置可以测; 另一方面这三个实验不管是测量力的大小还是测量功的数值, 均需构建一个相互作用的系统, 显然上述装置能满足其需求.
2. 同一个物理量的多种测量方法归纳
物理量的测量往往根据该物理量的定义式、推导公式或物理规律, 选定实验器材进行间接测量. 由于物理量求解公式的不同, 我们就可以根据不同的求解公式设计不同的测量方法. 如测速度v, 对于匀变速直线运动, 某段过程中间时刻速度等于该过程平均速度, 利用该规律我们可以利用打点计时器或利用频闪照相方法来设计实验进行测量; 而根据速度的定义式, 瞬时速度近似等于极短时间内的平均速度, 我们又可以利用光电门来测量瞬时速度.
又如, 测加速度a, 方法有: ( a) 利用v - t图象求斜率来算; ( b) 利用逐差法来求; ( c) 利用v2 t- v2 0 = 2ax或x = v0t + (1/ 2) at2来设置相应情景来考查. 如: 某实验小组利用如图2所示的实验装置来测定匀变速直线运动的加速度. 已知两个光电门中心之间的距离x, 测得遮光条的宽度d. 该实验小组在做实验时, 将滑块从图2所示位置由静止释放, 由数字计时器可以读出遮光条通过光电门G1的时间Δt1, 遮光条通过光电门G2的时间Δt2, 则滑块经过光电门G1时的瞬时速度的表达式v1=_____, 滑块经过光电门G2时的瞬时速度的表达式v2=______, 则滑块的加速度的表达式a =_______. ( 以上表达式均用字母表示) .
该题中对于加速度的测量就是用到上面方法c. 教师在讲解以上物理量的测量方法时, 选题要多样化, 让学生体会各个不同测量方法在不同实验器材中的使用.
二、通过与常规实验操作条件相反的实验原理对比分析, 加深理解实验原理
高考实验命题历来都强调实验分析评价、探究能力, 要求学生能深入理解实验原理. 面对情境各不相同实验试题, 学生往往因为不能准确理解实验的设计目的、原理而丢分. 尽管知道理解实验原理的重要, 虽然也对学生强调不管实验情境如何变化, 实验器材如何翻新, 实验原理是不变的, 但收效甚微, 这就需要我们教师改变教学策略. 那么如何有效地让学生理解实验原理, 灵活运用实验原理呢?笔者以为不妨借鉴一下反例对比教学法.
在各学科的研究中, 反例有极为重要的意义, 它在强化基础知识的理解和掌握的同时, 培养学生思维能力和创造能力, 提高学生解决实际问题的能力. 反例能加深对概念、原理的全面理解, 在概念、原理教学时, 对某些容易混淆或理解不全的概念、原理, 只从正面分析不能完全理解或理解不全面时, 反例就能起到很好的效果. 教师可以设计、利用一些和常规实验方法、处理细节相反或不同的对比实验来引起学生对实验原理的重新思考, 加深、补充头脑中对原来实验原理的理解.
比如, 在“探究功和速度变化的关系”实验, 某同学设计了用如图3所示的装置进行探究, 当砝码的质量一定时, 小车将做匀加速直线运动, 小车受到的合外力恒定, 用纸带记录下小车的运动情况 ( O点为起始点) , 在纸带上标上A、B、C、D、E、F六点 ( 非打印点) , 使OA = x、OB = 2x、OC = 3x、OD = 4x…, 则在位移x、2x、3x、4x…过程中合外力做的功就为W、2W、3W、4W…, 只要得到小车在位移x、2x、3x、4x…处的速度v1、v2、v3、v4…, 即可探究功和速度变化的关系. 问: 利用该装置探究功和速度变化的关系, 是否需要平衡长木板对小车的摩擦力?
答:______ ( 填“需要”或“不需要”)
分析: 答案是不需要. 课本上传统实验方法 ( 即用橡皮筋条数的倍数关系得到功的倍数关系) 需平衡摩擦, 为什么此题不需要呢?通过对传统实验方法和此题实验方法的对比分析不难看出, 对于力与位移成一条直线功的计算W = Fx而言, 传统实验 ( 即教科书中介绍的方法) 中由于轨道摩擦并不能成倍增加, 所以采用保持x不变 ( 即橡皮筋伸长一定) , 通过改变力F来改变功而得到W、2W、3W、4W…该F为小车获得速度的合力F, 所以必须利用重力分力平衡摩擦力后才能通过改变橡皮筋条数得到不同倍率的合力F. 而本实验原理是通过测不同倍数的位移x来改变功W而得到W、2W、3W、4W……因此不必获得成倍增加的F, 也不需要测小车所受合力F, 因此也就不需要平衡摩擦了.
从上面考题可以看出通过与常规实验方法相反的对比, 更能给学生头脑中原有思维定势的冲击, 抓住这种冲击, 重新剖析实验原理能让学生对实验原理及设计有更深的理解.
三、带着问题和思考重新走进实验室, 引发更多的思考和 问题
比如浙江近几年高考物理的实验试题均体现了命题人对学生实验的一个共同要求是: 进实验室做了吗?认真做了吗?我们不需要只会解题的机器, 应使学生养成会思考、肯探究的习惯. 如何真正培养学生能独立思考、会动手操作探究的能力?高三阶段我们还是尽可能让学生多走进实验室操作、让学生带着问题再一次经历实验过程, 引发更多的问题和思考.
1. 如何检测学生是否真正走进实验室, 实验试题考查实验 操作细节
在实验考试中学生对于各种测量工具的读数答错率较高, 比如游标卡尺、螺旋测微器、电流表、电压表、多用电表等的读数错误率特别高. 原因不外乎: 一是不会辨别测量精度而弄错估计位或不知该不该往后估计一位; 二是不懂测量读数原理; 三是粗心而忽视了题目中关于有效数字的要求; 对于这些错误相信不少教师也能意识到, 并也做了强化训练, 但从全省高考来看实验读数得分仍不令人满意. 其实我们忘了一个很重要的原因是学生很少有机会使用测量工具, 没有熟练操作测量工具. 鉴于以上原因教师有必要让屡次做错的学生经常使用这些工具, 熟悉这些工具并设计一些开放式、有趣的读数问题来调动学生主动研究读数的兴趣.
2. 如何检查学生认真做了没有, 思考了没有? 考查分析、判 断、评价的能力
比如, 浙江2009年的试题: ( 1) 在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中, 两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示. 测量方法 正确的是______ ( 选填“甲”或“乙”) . 学生平时若只是使用过游标卡尺, 而没有认真地进行观察、比较、思考的话, 面对这一问题就会一筹莫展.
1.实验用品
30%的双氧水、碘化钾浓溶液或碘化钾固体、洗衣液或肥皂液。50 mL量筒、火柴、木条。
2.实验操作
用量筒量取10 mL 30%的双氧水,向量筒中加入2 mL洗衣液,然后加入2克碘化钾固体,并用带火星的木条伸进充满气体的泡沫中。观察现象。
3.实验原理
双氧水在催化剂碘化钾作用下迅速分解,产生大量的氧气和水,加上洗衣液一类的发泡剂,可以产生大量的泡沫,形成“巨大泡沫柱”,迅速倾倒下来。形状很像大象采用的牙膏。因此形象的称为“大象牙膏”。
4.实验注意事项
所选容器要适中,一股选柱状,容积在50 mL~1000 mL的量筒。药品的量也相应增加,碘化钾固体比其饱和溶液效果要好。
二、“碘钟”反应
1.实验用品
4.实验原理
双氧水在一定条件下将碘酸钾还化为碘单质,碘单质遇淀粉变蓝色,然后碘单质又被双氧水氧化为碘酸钾,此时蓝色消失,由于间隔一定时间溶液的颜色就会重复变化一次,很像时钟中单摆,有规律的变化。所以把这个反应称为“碘钟”反应。
5.实验注意事项
双氧水浓度要适宜,因为浓度过大,溶液颜色变化的间隔时间太短,反之,则太长。12%的双氧水,较适合表演。如果气温较低,可以用热水配溶液。
三、“绿色”除银
1.实验用品
2.实验操作
3.实验现象
银表面先有乳胶状液泡生成,溶液中继而产生许多气泡。最后银镜消失,溶液为无色。
4.实验原理
银单质被双氧水氧化为氧化银,氧化银又把双氧水氧化为氧气,同时在氧化银催化下,双氧水迅速分解产生氧气和水。银和生成的氧化银均以纳米级颗粒分散在水中,形成胶体。
在新课程的教学背景下,有了新的教学理念、手段及方法,而“情景教学”是物理教学的一种重要手段。教学中“情景”的设置可以是文字描述的形式,也可以是多媒体动画形式,当然最具体、最生动、最有吸引力的还是小实验。小实验由学生直接参与,让学生有一种身临其境的体验,获得的知识也来自于他的直接经验,这样不但可以激发学生的学习兴趣,而且有助于培养学生的各种能力,发挥学生的潜能和创造力的培养,同时还能对学生进行物理思想与方法的教育和培养,将直接影响教学效果。
一、运用小实验,激疑导入,营造物理情景
对于物理课堂教学能否成功,新课的成功引入是非常重要的环节,所以新课导入是课堂教学中的一个重要环节。用小实验作为新课引入,不失为一种非常优秀的手段之一。因为由小实验所创设的情景,能向学生提供新颖、奇特、惊险、多变等强烈的感觉刺激,有助于吸引学生的眼球,使学生的思维快速地集中到课堂中来。同时小实验中所出现的现象往往出于他们的意料之外,而学生的好奇心会促使他们想知道为什么会出现这样的现象而积极地思考并渴望得到答案,这样有利于学生产生想认真学习这节课的想法,从而使学生从被动学习转变到主动学习,达到教学的目标。
『典例1』在讲授《自由落体运动》时,先引导学生做一个小实验:测反应时间。教师先提出问题:同学们的反应一定很快,想知道你们的反应时间是多少吗?我这里有一把能够测量反应快慢的尺子(尺子事先在背面贴上位移对应的时间),哪位同学愿意上来测量一下?接着介绍规则:请一位同学把手放在尺的下部10cm处,做好捏住它的准备,眼睛盯住老师的手,当看到老师松手的动作后,立即用手指捏,越快越好。并记下捏住的刻度。然后请告诉大家你捏住的刻度,是多少?教师结合尺的背面的时间刻度宣布:实验者的反应时间是××?学生很惊奇,想知道其中的奥秘。教师乘机说,今天我们来共同研究尺子下落的运动----自由落体运动。这样增强了求知欲,又顺利地引出了新课。
『典例2』在讲授《力的分解》时,教师先做一个小实验。用一根细线穿过重锤的钩子,可以把重锤悬挂起来,先将细线的两端点合拢,然后慢慢分开,当两线分开到某一夹角时,只听“轰”的一声,重锤落到桌面上。此时教师向学生提问:在两细线的夹角逐渐增大过程中,为什么细线会断裂呢?为了解决这个问题,本节课我们来学习的新的知识---力的分解,从而引出新课。这样学生将带着疑问来学习探究新课。
二、运用小实验,澄清认识,感悟物理世界
在学习某些物理知识前,由于先入为主和生活经验等原因学生会形成错误认识。为了纠正学生已形成的错误认识,建立正确的物理概念,充分挖掘物理教学的丰富内涵,巧妙利用小实验所展示的新奇的实验现象,同时抓住疑点巧妙运用设疑技巧,适时引导学生发现问题,从中感悟物理世界,收到很好的教学效果。
『典例3』在讲授《自由落体运动》时,为了建立正确的自由落体模型,我设计了以下对比实验。先从同一高度由静止同时释放一个铁球和一张纸片,结果铁球下落快。学生结合日常生活的经验就大胆认为,重物下落快。教师追问,这个结论是否具有普遍性呢?接着做实验,取两张相同的纸片,将其中一张用剪刀剪去一半,剩下的一半揉成纸团,再次从同一高度由静止同时释放纸团和纸片,结果观察到纸团下落快。学生仿照前一个实验的分析,得出结论:轻物下落快。教师进而提出:“两个实验为什么会得出相反的结论呢?”。学生思考后回答,物体下落的快慢与轻重无关,纠正了“重物下落快”的错误认识。教师引导:是什么共同的原因使纸片比铁球和纸团都下落得慢呢?学生想到:纸片受到空气的阻力作用比较大.然后再过渡到另一组对比实验,分别取三个相同深度的量筒A、B、C,并排放在水平桌面上,量筒B和C分别装上清水和洗洁精配制的溶液,将三个相同铁球同时同高度释放,观察到钢球运动的快慢不同,这说明阻力对物体的运动有影响,且阻力越大,对运动的影响越大。接着在量筒C里面再做实验,取形状和体积完全相同的铁球和塑料球,同时同高度释放,结果铁球运动快。从而得到阻力相对重力越小,对运动的影响就越小。教师再引导,如果没有阻力,物体下落的情况回怎样?自然地引出“牛顿管”实验,用抽气机抽走牛顿管中的大部分空气,里面近似认为是真空状态。将管中的羽毛和铁片同时同高度释放,结果观察到下落一样快。最后得出关键性的结论:没有阻力,物体只受重力由静止开始下落的运动的快慢都是相同的,物理上就把这种运动叫自由落体运动。
这些小实验虽然过程非常简单、操作也很方便。而且学生亲手操作增加了实验的真实性,也提高了学生的吸引力,而对直接参与的实验者来说,既满足了好奇心,也有了成功的体验,从中感悟到物理世界的奇妙。
三、运用小实验,参与合作,探究物理规律
在新课程的理念下,把培养学生的合作学习能力和探究能力放到特别重要的位置。探究式学习是通过发现问题、研究探索,从而获取技能的一种学习形式。这种学习形式的关注是探究的过程,培养的是学生的思维能力特别是创造性思维能力的培养。在物理课堂教学中,老师必须选择时机,精心设计小实验来培养学生的合作、探究能力。
『典例4』在讲授《曲线运动》时,要求学生利用提供的器材设计实验探究物体做曲线运动的条件。提供的器材是为光滑玻璃板、小钢球、磁铁和加速斜槽。学生分小组合作,先制定实验方案,然后进行探究,最后交流展示。学生的实验探究过程与结果记录如下。
实验条件及结果记录表格:小球在玻璃板上的运动初速度:沿水平标志线向右.最后得出结论:物体做曲线运动的条件是受到合外力,且合外力与速度不在同一直线上。
虽然是小实验,如果采用生活或实验室中的一些常见易得的器材来完成,这样让学生们觉得接近生活实际,更加相信物理就在我们的身边,同时对物理教学起着十分重要的作用,在我今后的物理教学中将会起到更大的作用。
四、运用小实验,验证应用,掌握物理知识
为了让学生理解知识、掌握知识,最终能灵活应用知识。虽然在物理知识很多来自于生活实际,但高于生活,尤其是有些知识又非常抽象,单凭学生自己的生活经验以及现有的知识很难理解,而教师则可以通过精心设计一些小实验,增加学生对知识的感性认识,从而使知识变得容易理解和掌握。
『典例5』在讲《机械能守恒定律》内容结束时,设计了一个小实验来结束新课:取一只小水捅,内装半桶水,用尼龙绢悬挂在天花板上如图所示。请一个学生紧贴墙壁站好,双手捧起水桶。让它距学生的鼻子1cm。然后将水桶轻轻释放,让水桶来回摆动。水桶经过一个摆动周期,又会向学生的鼻子撞来。这可不是看立体电影,而是一个贷真价实的运动着的水捅。学生若没胆过,肯定会逃走。倘若学生相信机械能守恒原理的话,一定会坦然地站在原位置上上,并深信水桶绝不
会碰上你的鼻子。问题就看学生敢不敢做这个实验,看看谁“真正相信(学会)了刚才学习的知识”。
这个小实验使同学们的积极性大大提高,既动手又动脑,巩固了所学的知识,达到了很好的教学效果。
『典例6』在讲授《力的分解》中的斜面上物体的重力分解时,教师设计了一组小实验。取一块长方形的夹板碎片,将一端放在平整的桌面上,另一端垫上书本,让夹板碎片形成一个斜面,将一个带有轮子的小车放在斜面上(忽略摩擦),手通过连接小车的橡皮条拉住小车。使小车静止,观察。观察发现,与小车连接的橡皮条拉长了,说明小车有沿斜面向下的分力(重力的一个分力);同时看到夹板发生弯曲,说明有垂直斜面向下的分力(重力的另一分力)。如果在小车上加上几个钩码(即增加了车的重力),再观察。观察发现,斜面的弯曲程度变大,与小车相连的橡皮条变长了。这说明重力的两个分力因重力的增大而增大。如果改变(增大)斜面的倾角θ,重复上面的实验,再观察。观察发现,斜面的弯曲程度变小,而与小车相连的橡皮条变长了。这说明,斜面上物体的重力的两分力方向为沿斜面向下和垂直斜面向下,F1使物体下滑(故有时称为“下滑力”),F2使物体压紧斜面(如图).其大小与斜面的倾角θ有关,且垂直斜面的分力
F2随倾角θ的增大而减小,沿斜面向下的分力F1随倾角θ的增大而增大。即验证
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