單擺在新課程物理實驗中的“一器多用”

劉文榮　劉順航

“一器多用”是指：根據(jù)新課程理念，實施多層次物理實驗教學的改革思路，將同一套實驗裝置進行簡單地改制后，做不同要求、不同目的和不同效果的物理實驗。其特點是實驗器材成本低，操作簡便易行；其優(yōu)點是實驗成功率高，實驗效果明顯，實用性強，趣味性濃，易于推廣等。實踐證明：利用“一器多用”做實驗，能大幅度提高學生的實踐能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。本文講解單擺的“一器多用”。

單擺的構造與用途

構造：長細白線一根，帶圓孔的小金屬球一個，鐵架臺一個。用途：測定振動頻率或周期。

改制后的4種用途

用途之一：緩沖模擬器改制方法：在細白線的中間加栓一小段橡皮筋。演示方法：先不要栓橡皮筋，將小球舉到一定的高度后釋放，小球會將細線拉斷；然后在細線斷口的兩端處栓上橡皮筋，保證總長度不變，再重復上述同樣的操作。由于橡皮筋的緩沖作用，細線不會被拉斷。

用途之二：機械能守恒定律演示儀改制方法：在單擺后放一塊木板，板上（在單擺靜止時的豎直線上）鉆水平高度相同、與豎直線等距的2個洞，插上2根筷子（或鉛筆）；再沿擺的豎直線上下鉆2個高度不同的洞，暫時先不插筷子。演示方法：先讓單擺在水平的兩根筷子中間擺動，可觀察到小球左右擺動的高度相同；然后在上下部分靠上的孔中插入一根筷子，會觀察到小球擺動時，細線被筷子阻擋后，仍然會擺到相同的豎直高度……

用途之三：向心力演示儀改制方法：在細線的中間系一個彈簧秤（或皮筋），線上端穿過筆管（如空圓珠筆管）后連接小球。演示方法：細線下端固定在桌面上，搖動筆管，使小球在水平面上做圓周運動，分別改變轉動半徑（細線的長度）和轉動速度，通過觀察彈簧秤的示數(shù)（或皮筋的長度），來看向心力的變化情況。

用途之四：對心碰撞儀改制方法：將兩個擺長相同的單擺系在高度相同的鐵架臺橫粱上。演示方法：一球靜止，另一球碰撞它，或兩球都運動互碰……

利用“一器多用”的思路和方法做實驗，既可以彌補實驗器材短缺的難題，又可以解決過時實驗器材被閑置的問題，同時對開發(fā)學生的創(chuàng)新能力也不無益處。

（作者單位：1 山東省榮成市第三中學高二年級；2 山東省榮成市電大教務處）