巧用沙粒改進物理演示實驗

中圖分類號：G633.7文獻標志碼：B文章編號：1673-4289（2012）04-0047-02

中學物理演示實驗是中學物理教學中的重要環節。一個好的演示實驗，可以幫助學生理解物理教學中的定理、定律和概念，提高學生的學習興趣。特別是新課程改革不斷深入的今天，更應注重演示實驗的教學。原人教版教材中部分演示實驗存在著演示現象不明顯，或演示功能受到限制等情況，我們有必要對其進行改進來適應新的教學。

物理學是以實驗為基礎的科學，實驗探究對培養學生的創新精神和實踐能力、全面提高學生的科學素養，形成科學的世界觀和價值觀至關重要。因此，加強和改進演示實驗教學，培養學生一定的實驗能力就成為當今物理課堂教學的首要任務。為使演示實驗在課堂教學中發揮到最大的效果，教師除了應精心選擇有較強科學性和代表性的實驗進行演示外，有時為加強演示實驗的可觀性、便利性、趣味性等需要對其采取一些改進措施。本文就對以沙粒為原料改進幾個中學物理演示實驗的案例進行介紹，希望能起到拋磚引玉的作用。

一、改進阻力與物體運動演示實驗

在探究力和運動關系時，我們在教學過程中要演示力和運動的關系實驗（如圖1所示）。

實驗時小車從同一斜面的同一高度滑下，其目的是讓小車在粗糙程度不同的表面上開始運動時獲得相同的速度。在演示實驗過程中，我們選取三種材料，第一種選取沙粒為材料，把沙粒撒在木板上；第二種選取毛巾（如圖2所示）；第三種選取平滑的木板（如圖3所示）。通過實驗發現沙粒木板上的小車滑行距離最短，說明摩擦力最大。物理科學家伽利略曾經注意到小車在較平滑的木板上運動的距離更遠，并由此推想，運動著的物體如果不受外力的作用，將以恒定不變的速度永遠運動下去。

二、改進動量定理的演示實驗

動量定理在實際生活中的應用非常廣泛，例子也很多。原人教版物理第二冊（必修加選修）的第四頁，有演示雞蛋從一米多高的地方落到一塊泡沫塑料墊上，觀察雞蛋會不會被打破的實驗（如圖4所示）。

這個實驗的演示結果往往會使雞蛋在泡沫墊上彈跳幾次后滾落在地板上破碎。若在透明的大玻璃器皿內的底部鋪一層厚厚的沙粒，再將雞蛋從一米多高的地方下落（如圖5所示），雞蛋會穩穩停落在鋪有沙子的器皿中，既不會再次彈跳又完好無損，大大增強了實驗的直觀性，達到了演示動量定理的效果。

三、改進小球落地接應裝置

驗證動量守恒定律是非常重要的實驗。它既是演示實驗，又是高考考查的重要實驗。原人教版物理第二冊所用的器材（如圖6所示），實驗時兩個小球離開實驗槽后要落地，落地后則滿地滾，通常又彈跳起來再次落地而使實驗測量的范圍增大，結果要滿地找。

現利用沙粒對這個實驗進行改裝（如圖7所示），先設計一個接應槽，讓小球離開實驗槽后是落在接應槽里。槽內鋪放粗細適中的沙粒，槽的一側立面貼上打印的紙質刻度尺，另配備兩個簡易的定位器，用于記錄小球的落地位置。實驗時放于水平桌面上，讓小球平拋運動后落在槽內沙子上。改裝后的裝置實驗直觀性強，能直接看到小球落地的痕跡，測量落地點準確度高；也能有效防止小球落地出現彈跳和滾動，使實驗的誤差大大減小；還不用鋪墊白紙和復寫紙，節省了資源。

當然，除了上面幾個演示實驗之外，充分利用沙粒進行實驗和改進實驗還有很多，我們需要在平時教學中不斷總結和探索。在中學物理教學中，我們把物理演示實驗的操作、改進、設計等列為實驗教學中的一個重要內容，具體落實到教學的各個環節中，對于落實新課程標準，提高學生綜合素質和科學文化水平，都具有重大的意義。

（作者單位：合浦廉州中學，廣西，北海 536100）