“用彈簧振子畫簡諧運動的圖象”演示實驗教學設計

李潤杰

摘 要：通過對“用彈簧振子畫簡諧運動的圖象”實驗裝置的改進，改善了教材中實驗操作上的缺點，增強了實驗的可行性，實驗裝置是用生活中很容易找到的器材制成的，使實驗簡單明了，更貼近學生的生活。

關鍵詞：實驗目的；器材選擇與制作；實驗過程；實驗效果及注意的問題

一、實驗目的

1.通過實驗觀察和分析，理解簡諧運動的位移—時間圖象是一條正弦曲線。

2.經歷對簡諧運動運動學特征的探究過程，加深領悟用圖象描繪運動的方法。

二、教學中的困惑

在高中物理選修3-4（人教版）簡諧運動一節中，其重點和難點之一是簡諧運動的圖象，理解簡諧運動的規律，而演示實驗是本節課的關鍵。教材中給了三個“做一做”實驗：（1）在彈簧振子的小球上安裝一只繪圖筆，讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動，筆在紙帶上畫出小球的振動圖象。（2）用數碼相機和計算機繪制豎直方向彈簧振子的x-t圖象。（3）用傳感器和計算機描繪簡諧運動的圖象。后兩個實驗對實驗數據的處理、數據分析可靠，精確度高。而筆者在實驗操作中發現實驗存在一些問題。

實驗室中水平彈簧振子在振動時與滑竿間摩擦太大，振子振動不了幾下就停止，得不到等幅振動。

采用傳感器或數碼相機照相后再輸入計算機進行數據處理的辦法，總給學生一種不夠真實的感覺，不少學生會對圖象產生疑問。

同時，在廣大農村，特別是邊遠地區學校中，根本就沒有條件做這些實驗。為此我設計了一個簡單方便，且在日常生活中就很容易找到實驗器材的實驗方案。

三、實驗器材的選擇與制作

實驗器材：物理支架、輸液瓶、輸液器（帶針頭）、紅色墨水、細線、金屬重錘（帶三個小孔）、木制框架、兩個勁度系數相同的軟彈簧、刻度尺、白色宣紙。

1.木制框架的制作：用三根長約40 cm的方形木棍做成U型支架，固定在底座上，并將刻度尺安裝好，如圖1

五、實驗效果及注意的問題

通過該演示實驗，學生首先能從中形象直觀地認知圖象，感知規律，而且又能演示彈簧振子的運動軌跡，讓學生理解圖象不是振子的運動軌跡，加深對圖象的理解，同時又活躍了學生的思維，開闊了學生的視野。實驗中應注意輸液器的針頭在固定時應豎直向下，拉動宣紙時應勻速拉動。

參考文獻：

伍海華.”用彈簧振子畫簡諧運動的圖象”演示實驗教學設計[J].中學物理教學參考，2003（8）：29.

編輯 郭曉云

摘 要：通過對“用彈簧振子畫簡諧運動的圖象”實驗裝置的改進，改善了教材中實驗操作上的缺點，增強了實驗的可行性，實驗裝置是用生活中很容易找到的器材制成的，使實驗簡單明了，更貼近學生的生活。

關鍵詞：實驗目的；器材選擇與制作；實驗過程；實驗效果及注意的問題

一、實驗目的

1.通過實驗觀察和分析，理解簡諧運動的位移—時間圖象是一條正弦曲線。

2.經歷對簡諧運動運動學特征的探究過程，加深領悟用圖象描繪運動的方法。

二、教學中的困惑

在高中物理選修3-4（人教版）簡諧運動一節中，其重點和難點之一是簡諧運動的圖象，理解簡諧運動的規律，而演示實驗是本節課的關鍵。教材中給了三個“做一做”實驗：（1）在彈簧振子的小球上安裝一只繪圖筆，讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動，筆在紙帶上畫出小球的振動圖象。（2）用數碼相機和計算機繪制豎直方向彈簧振子的x-t圖象。（3）用傳感器和計算機描繪簡諧運動的圖象。后兩個實驗對實驗數據的處理、數據分析可靠，精確度高。而筆者在實驗操作中發現實驗存在一些問題。

實驗室中水平彈簧振子在振動時與滑竿間摩擦太大，振子振動不了幾下就停止，得不到等幅振動。

采用傳感器或數碼相機照相后再輸入計算機進行數據處理的辦法，總給學生一種不夠真實的感覺，不少學生會對圖象產生疑問。

同時，在廣大農村，特別是邊遠地區學校中，根本就沒有條件做這些實驗。為此我設計了一個簡單方便，且在日常生活中就很容易找到實驗器材的實驗方案。

三、實驗器材的選擇與制作

實驗器材：物理支架、輸液瓶、輸液器（帶針頭）、紅色墨水、細線、金屬重錘（帶三個小孔）、木制框架、兩個勁度系數相同的軟彈簧、刻度尺、白色宣紙。

1.木制框架的制作：用三根長約40 cm的方形木棍做成U型支架，固定在底座上，并將刻度尺安裝好，如圖1

五、實驗效果及注意的問題

通過該演示實驗，學生首先能從中形象直觀地認知圖象，感知規律，而且又能演示彈簧振子的運動軌跡，讓學生理解圖象不是振子的運動軌跡，加深對圖象的理解，同時又活躍了學生的思維，開闊了學生的視野。實驗中應注意輸液器的針頭在固定時應豎直向下，拉動宣紙時應勻速拉動。

參考文獻：

伍海華.”用彈簧振子畫簡諧運動的圖象”演示實驗教學設計[J].中學物理教學參考，2003（8）：29.

編輯 郭曉云

摘 要：通過對“用彈簧振子畫簡諧運動的圖象”實驗裝置的改進，改善了教材中實驗操作上的缺點，增強了實驗的可行性，實驗裝置是用生活中很容易找到的器材制成的，使實驗簡單明了，更貼近學生的生活。

關鍵詞：實驗目的；器材選擇與制作；實驗過程；實驗效果及注意的問題

一、實驗目的

1.通過實驗觀察和分析，理解簡諧運動的位移—時間圖象是一條正弦曲線。

2.經歷對簡諧運動運動學特征的探究過程，加深領悟用圖象描繪運動的方法。

二、教學中的困惑

在高中物理選修3-4（人教版）簡諧運動一節中，其重點和難點之一是簡諧運動的圖象，理解簡諧運動的規律，而演示實驗是本節課的關鍵。教材中給了三個“做一做”實驗：（1）在彈簧振子的小球上安裝一只繪圖筆，讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動，筆在紙帶上畫出小球的振動圖象。（2）用數碼相機和計算機繪制豎直方向彈簧振子的x-t圖象。（3）用傳感器和計算機描繪簡諧運動的圖象。后兩個實驗對實驗數據的處理、數據分析可靠，精確度高。而筆者在實驗操作中發現實驗存在一些問題。

實驗室中水平彈簧振子在振動時與滑竿間摩擦太大，振子振動不了幾下就停止，得不到等幅振動。

采用傳感器或數碼相機照相后再輸入計算機進行數據處理的辦法，總給學生一種不夠真實的感覺，不少學生會對圖象產生疑問。

同時，在廣大農村，特別是邊遠地區學校中，根本就沒有條件做這些實驗。為此我設計了一個簡單方便，且在日常生活中就很容易找到實驗器材的實驗方案。

三、實驗器材的選擇與制作

實驗器材：物理支架、輸液瓶、輸液器（帶針頭）、紅色墨水、細線、金屬重錘（帶三個小孔）、木制框架、兩個勁度系數相同的軟彈簧、刻度尺、白色宣紙。

1.木制框架的制作：用三根長約40 cm的方形木棍做成U型支架，固定在底座上，并將刻度尺安裝好，如圖1

五、實驗效果及注意的問題

通過該演示實驗，學生首先能從中形象直觀地認知圖象，感知規律，而且又能演示彈簧振子的運動軌跡，讓學生理解圖象不是振子的運動軌跡，加深對圖象的理解，同時又活躍了學生的思維，開闊了學生的視野。實驗中應注意輸液器的針頭在固定時應豎直向下，拉動宣紙時應勻速拉動。

參考文獻：

伍海華.”用彈簧振子畫簡諧運動的圖象”演示實驗教學設計[J].中學物理教學參考，2003（8）：29.

編輯 郭曉云