“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”物理演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的研究

江蘇省揚(yáng)州市揚(yáng)州大學(xué)附屬中學(xué)東部分校高三(10)班(225003) 陳翰玄 ●

“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”物理演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的研究

江蘇省揚(yáng)州市揚(yáng)州大學(xué)附屬中學(xué)東部分校高三(10)班(225003) 陳翰玄 ●

高中生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)時(shí)，演示實(shí)驗(yàn)?zāi)苠憻捨覀兊乃季S能力．本文從“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)入手，對(duì)如何提升物理演示實(shí)驗(yàn)效果的幾點(diǎn)措施進(jìn)行了研究．

物理;實(shí)驗(yàn);牛頓運(yùn)動(dòng)定律

高中階段的物理學(xué)科主要是一門以探索實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)，必須要輔以相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，從中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律．在學(xué)習(xí)物理知識(shí)時(shí)，演示實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用不僅可以加深我們對(duì)物理知識(shí)的理解，更為重要的是，也可以在實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，形成直觀的物理思維，進(jìn)而鍛煉了我們的思維能力．本文以“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”為前提，對(duì)其進(jìn)行了演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的研究．

一、實(shí)驗(yàn)器材及過(guò)程

1．所需器材

小車1輛、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1個(gè)、木板一塊、紙帶一條．

2．實(shí)驗(yàn)過(guò)程

為了探討加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系，我們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):將小車放置于木板上，在小車后固定一條紙帶，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并將木板其中一側(cè)墊高，以此協(xié)調(diào)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在小車阻力以及其他方面的阻力．隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，我們將木板的傾斜度進(jìn)行調(diào)整，讓小車可以在完全不受牽引的狀態(tài)下，自動(dòng)拖動(dòng)紙帶沿著木板勻速運(yùn)動(dòng)．隨后，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的加速度，并通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)證明，小車在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，通過(guò)增減重物能否實(shí)現(xiàn)小車質(zhì)量的改變．

3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)我們可以通過(guò)觀察得出以下猜想:物體加速度和其本身所承受的力與質(zhì)量之間存在十分直接的聯(lián)系，也就是加速度和力成正比，和質(zhì)量成反比，即a∝．我們通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這個(gè)猜想，由此得出牛頓第二定律概念與公式，即物體加速度的大小和它受到的作用力成正比，和其質(zhì)量成反比，且加速度方向與作用力方向一致．表達(dá)式即或是F∝ma．

二、提升實(shí)驗(yàn)效果的幾點(diǎn)措施

1．加強(qiáng)與生活實(shí)際的結(jié)合

因?yàn)槲锢韺W(xué)科本身具有一定的實(shí)踐性特點(diǎn)，所以我們?yōu)榱死斫馕锢砀拍钆c知識(shí)，必須要通過(guò)實(shí)驗(yàn)的形式獲得．但是我們?cè)趯W(xué)習(xí)物理知識(shí)或是觀察教師實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)注意力不集中的問(wèn)題，所以導(dǎo)致物理演示實(shí)驗(yàn)缺乏理想的效果．為了解決這一問(wèn)題，我們除了要集中注意力之外，更為重要的是通過(guò)其他的方式降低物理實(shí)驗(yàn)的抽象性，加強(qiáng)與生活實(shí)際的結(jié)合，這是一個(gè)非常有效的方法．例如:我們?cè)谶M(jìn)行“靜電平衡導(dǎo)體內(nèi)部電荷”相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)，便可以運(yùn)用生活中常見(jiàn)的物件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比如易拉罐．或是在研究壓強(qiáng)相關(guān)知識(shí)時(shí)，也可以將生活中隨處可見(jiàn)的氣球作為實(shí)驗(yàn)材料，無(wú)需實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)器材等環(huán)節(jié)的限制，可以隨時(shí)隨地的研究物理知識(shí)．在這個(gè)過(guò)程中，我們運(yùn)用一些生活中常見(jiàn)的廢棄材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也可以提高學(xué)習(xí)的積極性．

2．拓展思維，從不同角度看待物理認(rèn)知

因?yàn)槲锢肀旧碓谥R(shí)邏輯性方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，所以在聽(tīng)教師講課時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)“溜號(hào)”這種問(wèn)題，面對(duì)教師提出的問(wèn)題，無(wú)法用更為開(kāi)拓的思維進(jìn)行思考，看待問(wèn)題過(guò)于單一．為了解決這一問(wèn)題，我們需要不斷拓展自身的思維，敢于提出質(zhì)疑，在興趣的基礎(chǔ)上了解物理這一學(xué)科．例如:我們可以在解答一些問(wèn)題時(shí)，嘗試用不同的角度回答，鍛煉自己思維的多樣性，并對(duì)自己提出的解答方案進(jìn)行質(zhì)疑，激發(fā)對(duì)問(wèn)題的求知欲，從而提高物理學(xué)習(xí)的興趣，為順利的開(kāi)展物理演示實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)．

3．建立模型，分析實(shí)驗(yàn)操作流程

因?yàn)槲锢砭哂泻軓?qiáng)的實(shí)踐性和操作性，對(duì)于一些物理知識(shí)只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)的形式加以了解，加之教材中一些物理實(shí)驗(yàn)的描述過(guò)于模糊，所以導(dǎo)致我能在學(xué)習(xí)時(shí)并沒(méi)能理解其真正的含義，面對(duì)這種問(wèn)題，我們可以通過(guò)建立物理模型，分析實(shí)驗(yàn)操作流程的形式，使實(shí)驗(yàn)演示過(guò)程更為詳細(xì)．例如在進(jìn)行“牛頓第二定律”相關(guān)實(shí)驗(yàn)演示時(shí)，我們可以在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過(guò)程中，用自己的語(yǔ)言對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程加以表述，或是在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，書(shū)寫一份詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)演示報(bào)告，將自己所做實(shí)驗(yàn)以報(bào)告的形式上交給教師進(jìn)行檢查．在這一過(guò)程中，我們不僅可以提升物理建模的能力，同時(shí)也加強(qiáng)了物理問(wèn)題的分析能力與創(chuàng)新性．

4．加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)的想象力與創(chuàng)造力

我們?cè)谡n堂中學(xué)習(xí)到的知識(shí)主要是應(yīng)用于生活，正所謂“知行合一”，所以，為了能夠更好地體現(xiàn)物理演示實(shí)驗(yàn)效果，我們還要全面突破思維的限制，加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的想象力與創(chuàng)造力，將一些物理原理應(yīng)用于生活中，解答生活中的疑惑．例如:我們可以根據(jù)電學(xué)和光學(xué)的基本原理，自己動(dòng)手制作音樂(lè)賀卡，這樣一來(lái)不僅鞏固了課堂中所學(xué)習(xí)到的物理知識(shí)，同時(shí)也以實(shí)踐的形式加以鞏固和運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐兩者的統(tǒng)一，這不僅對(duì)提高我們物理實(shí)驗(yàn)水平具有十分重要的作用，同時(shí)也使我們的學(xué)習(xí)興趣、思考能力得到了極大的提升．

高中階段的物理學(xué)科主要體現(xiàn)的是知識(shí)實(shí)踐性，所以想要獲得更為深刻的物理原理與知識(shí)，就必須付諸于“實(shí)驗(yàn)”．本文從“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)入手，對(duì)如何提升物理演示實(shí)驗(yàn)效果的幾點(diǎn)措施進(jìn)行了研究．通過(guò)文章中的研究發(fā)現(xiàn)，我們的學(xué)習(xí)興趣、基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備以及思維等都是影響實(shí)驗(yàn)效果的重要因素．只有不斷完善自我，擴(kuò)大知識(shí)儲(chǔ)備量，提升物理操作水平，才能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)綜合素質(zhì)的不斷提升．

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