隨手可做的物理實驗

1 實驗在物理教學(xué)中的地位和作用

觀察和實驗對培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實驗?zāi)芰Γ囵B(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度，引起學(xué)生興趣，具有不可代替的重要作用，可見沒有物理實驗，很難達(dá)到物理教學(xué)目的。

回顧物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的過程，可以看出物理實驗自始至終都占有極其重要的地位。所有的物理知識，都是在實驗的基礎(chǔ)上建立起來的。物理實驗作為物理教學(xué)的基本手段，有其特殊的教學(xué)功能：

（1）通過實驗可以使物理教學(xué)理論聯(lián)系實際，引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘問題，激發(fā)其求知欲望，從而調(diào)動他們學(xué)好物理的主動性和積極性，引導(dǎo)他們熱愛科學(xué)。

（2）通過加強實驗，不僅可以使學(xué)生具備一定的感性認(rèn)識，更重要的是使學(xué)生進(jìn)一步理解物理概念和定律是怎樣在實驗基礎(chǔ)上建立起來的，從而有效地幫助學(xué)生形成概念，導(dǎo)出規(guī)律，掌握理論，正確而深刻地領(lǐng)會物理知識。

（3）通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、自學(xué)能力以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗方法以及基本的實驗?zāi)芰蛣邮帜芰Γ⑶以诖嘶A(chǔ)上進(jìn)一步培養(yǎng)他們的獨立工作能力和創(chuàng)新能力。

（4）通過實驗培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究應(yīng)當(dāng)具備的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，科學(xué)的思維方法，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，逐步學(xué)會物理研究中基本的科學(xué)方法。

鑒于實驗教學(xué)的地位和作用，教師不僅應(yīng)該重視實驗，而且應(yīng)該在教學(xué)中認(rèn)真貫徹以實驗為基礎(chǔ)的原則。

高中生普遍感到物理難學(xué)：課堂教學(xué)過于教條，教學(xué)與生活中的事物相脫節(jié)，學(xué)生不能融入物理情景中，很大程度上影響了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。教師應(yīng)有針對性地設(shè)計教學(xué)實驗，而且許多物理實驗用身邊現(xiàn)有的物品，例如一個瓶子、一根繩子、一根木棍甚至一個拖把都可以成為好的演示實驗器材，從而為學(xué)生提供最有效的方式，使其能迅速融入物理情境中。

2 實驗選材要點

安全、隨手可得、貼近生活；現(xiàn)象明顯、對比度強、可重復(fù)再現(xiàn)；交代清楚實驗?zāi)繕?biāo)，抓住主要矛盾。

3 實驗列舉

實驗1 觀測完全失重現(xiàn)象

選材：空礦泉水瓶、自來水、小刀

實驗設(shè)計：對比戳了孔的水瓶中的水，在瓶子分別處于靜止?fàn)顟B(tài)和沿任意方向拋出后，瓶中的水是否流出。

如圖1所示實驗過程：①用小刀在礦泉水瓶上距離底部5 cm處戳一個直徑0.5 cm的洞；②用手指堵住漏洞，注滿清水，松開手指，水飛流而下；③自由釋放；④沿任意方向拋出，請學(xué)生預(yù)測實驗結(jié)果。

原理講解：瓶子和瓶中的水都只受重力，都具有相同的運動狀態(tài)，接觸而無彈力，所以水不會流出。

拓展：為什么把兩本書疊放在一起自由釋放，兩本書之間接觸而無彈力？

實驗2 圓周運動的臨界條件

選材：一根包裝用細(xì)繩、裝有半瓶清水的礦泉水瓶、拖把一把（一根木棍）

（1）繩子約束實驗設(shè)計

選材：半瓶礦泉水、繩子一根

實驗設(shè)計：觀察瓶子（用繩子拴住）以不同的速率是否能通過最高點。

實驗過程：①以較大的速率V1轉(zhuǎn)動瓶子，可以通過最高點（軌跡A）；②以較小的速率V2轉(zhuǎn)動瓶子，不能通過最高點（軌跡B），在到達(dá)最高點之前開始做斜拋運動；③以適當(dāng)速率V3（V2＜V3＜V1）轉(zhuǎn)動瓶子，恰好能通過最高點。

原理講解：原因在于繩子只能提供拉力而不能提供支持力，繩子約束時，物體要做圓周運動，速率必須大于某一臨界速度。如圖3所示，

拓展：軌道約束也具有相同的特點。

應(yīng)用：翻滾過山車。

（2）桿約束

選材：拖把或綁上一塊抹布的木棒。

實驗設(shè)計：讓桿以不同的速率v轉(zhuǎn)動通過最高點。

如圖4所示實驗過程：①以較大的速率V1轉(zhuǎn)動桿，可以通過最高點；②以較小的速率V2轉(zhuǎn)動桿，仍能通過最高點；③以接近零的速率V3轉(zhuǎn)動桿，同樣能通過最高點。

引導(dǎo)學(xué)生得出桿約束情況下，通過最高點時速率沒有限制。還可以深入探討以不同的速率v通過最高點時物體受到桿給它的彈力。

拓展：光滑管子的約束也具有相同的特點。利用簡單的物品創(chuàng)設(shè)實驗情境，在教師的啟發(fā)下，通過觀察、實驗獲取最典型的感性認(rèn)識，通過最簡捷的思維活動建立概念，總結(jié)規(guī)律，并把理論知識運用于實踐，這無疑是一種有效的學(xué)習(xí)方法，也是教師培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)，提高教育教學(xué)質(zhì)量的有效途徑之一。