探究高考力學實驗教學

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探究高考力學實驗教學

◇陜西張鳳1高波1張改寧2

高考物理必有力學實驗題,考試題變化多端,但萬變不離其宗,離不開基本的實驗儀器和基礎的物理知識．大多高考力學實驗題源于教材又高于教材,主要考查學生的遷移能力、創(chuàng)新能力、設計實驗能力,故除了基本的實驗要求外,教師在物理教學過程中還需做到以下幾點.

1加強測量儀器的使用方法教學

1) 加強測量儀器原理的教學,引導學生思考,讓學生知道物理儀器的測量原理,從而更好地掌握測量儀器的使用．

2) 加強測量儀器使用方法的教學,讓學生知道儀器的正確使用方法,并會對出現的現象和問題加以分析解決．

3) 加強測量儀器讀數方法的教學,強調認識單位,判斷標度和刻度,注意估讀位．高中階段涉及的儀器讀數有秒表、刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、彈簧秤、電流表、電壓表等．

4) 加強類比分析的教學,讓學生將所學測量儀器知識推廣應用,學會用類似的方法使用其他相似的儀器．

2加強實驗思維能力的教學

1) 加強培養(yǎng)學生基礎知識和實驗相結合的能力,用實驗理解基礎知識,用基礎知識分析實驗,測量相關物理量和驗證物理規(guī)律．

2) 培養(yǎng)學生實驗思維習慣,提高實驗思考問題的能力．如要測量某物理量或者驗證某規(guī)律,要會思考如何設計、操作、分析實驗;給定一個實驗,思考與哪部分知識相關？實驗目的是什么，怎么做，結果是什么.

3) 加強學生嚴謹的實驗習慣,嚴謹細致、堅持不懈、探索追求是物理實驗的基本要求．

4) 強調多次測量求平均值或者多次驗證．

圖1

完成下列填空:

(1) 將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上,如圖1-甲所示,托盤秤的示數為1.00 kg;

(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時,托盤秤的示數如圖1-乙所示,該示數為________kg;

(3) 將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放,小車經過最低點后滑向另一側,此過程中托盤秤的最大示數為m;多次從同一位置釋放小車,記錄各次的m值如表1所示.

表1

(4)根據以上數據,可求出小車經過凹形橋最低點時對橋的壓力為________N;小車通過最低點時的速度大小為_______m·s-1．(重力加速度g取9.8 m·s-2,計算結果保留2位有效數字)

答案(1) 1.40. (4) 7.9, 1.4.

分析臺秤的讀數類比于直尺的讀法,注意單位和估讀位,讀數結果為1.40 kg．

臺秤受到壓力,所以指針偏轉．本題中臺秤受到的壓力來自凹形橋,小車運動中對凹形橋也有壓力,所以臺秤的讀數大小應該等于凹形橋的重力加上小車對凹形的壓力．計算小車通過最低點時對凹形橋的壓力,應是臺秤讀數減去凹形橋的重力．計算中要注意多次測量求平均值以及結果轉換,將質量轉為對應的力．

3加強綜合應用知識能力、分析解答問題能力的教學

1) 加強基礎知識的整合．讓學生扎實掌握基礎知識,然后將各部分知識聯(lián)系起來,系統(tǒng)掌握基礎知識．

2) 加強學生類比分析問題能力的教學．讓學生養(yǎng)成類比分析的習慣，比如,質量分布均勻的物體,其體積和質量成正比,可以推出質量分布均勻,粗細均勻的鐵絲其質量和長度成正比.類比分析,理想的彈簧,其長度和匝數也是成正比的．

3) 加強學生推理能力的培養(yǎng)．教學生學會從表格、圖象中判斷或推導出物理量之間的關系，根據物理量的關系推斷圖象情況.

4) 加強應用數學方法處理物理問題的教學．

圖2

表2

(1)將表中數據補充完整:①____,②____．

(2)以n為橫坐標,1/k為縱坐標,在圖3給出的坐標紙上畫出1/k-n圖象．

圖3

(3)圖3中畫出的直線可以近似認為通過原點,若從實驗中所用的彈簧截取圈數為n的一段彈簧,該彈簧的勁度系數k與其圈數n的關系表達式為k=________N·m-1;該彈簧的勁度系數k與其自由長度l0(單位為m)的關系表達式為k=________N·m-1.

分析(1) 分析表格數據,知道① 要填的是k,結合胡克定律F=kx,彈簧受力均勻,任取一小段彈簧,其彈力大小都為F=mg=0.1×9.8 N=0.98 N．故取P0到P2的一段彈簧計算k,即

(2) 考查學生的作圖能力,建立坐標系—取橫縱坐標物理量以及標度和刻度—描點—連線,如圖4．

圖4

力學實驗教學中要加強理論和實驗相結合的教學,加強學生的使用儀器能力、實驗思維能力、綜合分析解答問題能力的教學,以提高教學質量和學生的學習成績,達到提高學生的綜合科學素質的目的．