自制伽利略斜面實(shí)驗教具

自制伽利略斜面實(shí)驗教具

周 楓

(江蘇省外國語學(xué)校江蘇 蘇州215104)

收稿日期：(2015-02-05)

1自制伽利略斜面教具

圖1為自制伽利略理想斜面的照片.長150 cm，寬9 cm，厚2 cm的木板一塊，用作圖1所示裝置的底板.寬9 cm,厚2 cm,高為20 cm的木板兩塊，一塊做為圖1左邊的固定板(用釘子和底板固定)，一塊做成右端的“L”型可移動板.長160 cm，寬8 cm，厚2 mm 打磨得很光滑的薄木板兩塊，其中一塊從中央截成兩半，邊緣被刨成斜坡型然后用膠水黏在另一薄木板的上端(邊緣對齊)，兩邊逐漸突出的部分可以防止小球從長長的斜面邊緣飛出(如圖2).最后用釘子將薄木板和左端固定板固定，并在距左端50 cm處將薄木板和底座用釘子固定，以作為兩個對接斜面的最低端.移動右端“L”型木板的位置，可以改變右端斜面的傾角，而左端斜面的傾角固定不變.

圖1　自制伽利略斜面實(shí)驗教具

圖2　長木板兩側(cè)邊緣突出，防止小球滾出木板

這樣，一個簡易的伽利略斜面就做好了.

2斜面實(shí)驗的演示過程

(1)將棉布鋪在斜面上，將小鋼球從左端固定斜面上某一位置(可以用雙面膠帶做一記號)由靜止釋放，觀察小球滾動到另一斜面的位置，并用事先剪好的雙面膠帶做上標(biāo)記.(為了讓學(xué)生看清楚，可重復(fù)操作一次)

(2)撤掉棉布，讓小球從斜面上同一位置由靜止釋放，觀察小球滾動到另一斜面的位置，并做下標(biāo)記.通過標(biāo)記對比學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)這次小球滾動到達(dá)的位置比第一次要遠(yuǎn)，然后引導(dǎo)學(xué)生觀察第二次滾上斜面的位置和釋放位置的高度有什么關(guān)系，學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)兩次的高度幾乎差不多，這時可再次引導(dǎo)學(xué)生：如果斜面光滑，小球滾上斜面的位置高度將和釋放位置的高度有什么關(guān)系？學(xué)生很容易得出結(jié)論：高度相等.

(3)向右移動“L”型可移動板，減小第二個斜面的傾角，再次將小球從同一位置滾下，觀察并記錄小球滾上斜面的位置，通過標(biāo)記位置對比很容易發(fā)現(xiàn)，小球為了達(dá)到同一高度，需要“走”過更遠(yuǎn)的距離.

(4)再次向右移動“L”型可移動板，減小第二個斜面的傾角，重復(fù)(3)的操作，學(xué)生將再次觀察到小球為了達(dá)到同樣的高度“走”過了更遠(yuǎn)的距離.

(5)如果撤掉“L”型可移動板，即右端斜面的傾角變?yōu)榱?，那么小球?qū)⒃鯓幽?？教師可再次演示，小球果然很快滑過有限長度的木板繼續(xù)向前滾.教師可以引導(dǎo)學(xué)生理解如果木板是無限長，并且斜面是沒有摩擦力的，那么小球?qū)⒁恢边\(yùn)動下去.從而可以得出“運(yùn)動不需要力來維持”的結(jié)論.

做該實(shí)驗時，緩慢的節(jié)奏及精煉的引導(dǎo)，可使該斜面演示實(shí)驗的作用發(fā)揮到極致，至此，該演示實(shí)驗完成了它的重要使命.

3小結(jié)

本節(jié)課通過自制斜面的演示實(shí)驗使學(xué)生對伽利略理想斜面實(shí)驗有了更為直觀的認(rèn)識，隨著后續(xù)知識的學(xué)習(xí)及本章習(xí)題的練習(xí)與考查，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對牛頓第一定律的理解比以往更有深度，教學(xué)效果也比以往更加有效，這一切不能不歸功于伽利略理想斜面實(shí)驗的魅力.

參 考 文 獻(xiàn)

1物理課程教材研究開發(fā)中心.物理必修1教師教學(xué)用書.北京：人民教育出版社，2014.123～124

2物理課程教材研究開發(fā)中心.物理·必修1.北京：人民教育出版社，2014.68～69