隨手可做的物理實驗

1 實驗在物理教學中的地位和作用

觀察和實驗對培養學生的觀察和實驗能力，培養實事求是的科學態度，引起學生興趣，具有不可代替的重要作用，可見沒有物理實驗，很難達到物理教學目的。

回顧物理學產生和發展的過程，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，都是在實驗的基礎上建立起來的。物理實驗作為物理教學的基本手段，有其特殊的教學功能：

（1）通過實驗可以使物理教學理論聯系實際，引起學生學習興趣，引導學生發掘問題，激發其求知欲望，從而調動他們學好物理的主動性和積極性，引導他們熱愛科學。

（2）通過加強實驗，不僅可以使學生具備一定的感性認識，更重要的是使學生進一步理解物理概念和定律是怎樣在實驗基礎上建立起來的，從而有效地幫助學生形成概念，導出規律，掌握理論，正確而深刻地領會物理知識。

（3）通過實驗培養學生的觀察能力、思維能力、自學能力以及發現問題、分析問題和解決問題的能力；培養學生良好的實驗方法以及基本的實驗能力和動手能力，并且在此基礎上進一步培養他們的獨立工作能力和創新能力。

（4）通過實驗培養學生從事科學研究應當具備的嚴謹的科學態度，科學的思維方法，嚴謹的科學作風，逐步學會物理研究中基本的科學方法。

鑒于實驗教學的地位和作用，教師不僅應該重視實驗，而且應該在教學中認真貫徹以實驗為基礎的原則。

高中生普遍感到物理難學：課堂教學過于教條，教學與生活中的事物相脫節，學生不能融入物理情景中，很大程度上影響了學生學習物理的興趣。教師應有針對性地設計教學實驗，而且許多物理實驗用身邊現有的物品，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；現象明顯、對比度強、可重復再現；交代清楚實驗目標，抓住主要矛盾。

3 實驗列舉

實驗1 觀測完全失重現象

選材：空礦泉水瓶、自來水、小刀

實驗設計：對比戳了孔的水瓶中的水，在瓶子分別處于靜止狀態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，請學生預測實驗結果。

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，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）繩子約束實驗設計

選材：半瓶礦泉水、繩子一根

實驗設計：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轉動瓶子，可以通過最高點（軌跡A）；②以較小的速率V2轉動瓶子，不能通過最高點（軌跡B），在到達最高點之前開始做斜拋運動；③以適當速率V3（V2＜V3＜V1）轉動瓶子，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。

實驗設計：讓桿以不同的速率v轉動通過最高點。

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

引導學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。利用簡單的物品創設實驗情境，在教師的啟發下，通過觀察、實驗獲取最典型的感性認識，通過最簡捷的思維活動建立概念，總結規律，并把理論知識運用于實踐，這無疑是一種有效的學習方法，也是教師培養學生思維品質，提高教育教學質量的有效途徑之一。