力學實驗在高中物理學習中的作用分析

◆智　豫

(鄭州樹人中學)

物理是思維性較強的科目，在物理知識中，很多概念都是較為抽象的，只有通過親身實驗才能夠真正掌握和理解知識點。很多同學認為物理科目學習起來很難，甚至對高中物理產生懼怕心理。事實上，物理知識與我們生活是息息相關的，通過物理的實驗，可以使我們更清晰的認識世界，了解我們身邊種種奇特的現象。因此，我將以力學實驗為例，與同學們分享我的學習心得，以幫助大家提高學習物理的積極性。

一、高中物理的學習目標

目前，我們學習的高中物理教材，是人民教育出版社出版的，分為必修版和選修版。其中，有關力學的知識屬于必修版范疇，其理論部分主要包括牛頓運動定律、能量守恒及能量轉化、摩擦力等典型物理情景等，實驗部分主要包括摩擦力實驗、力的合成分解實驗等。通過聲、光、熱、電、力等物理現象理論與實驗的學習，完成高中物理學習目標。高中物理學習目標，主要包括以下幾點：第一，促使學生能夠正常的閱讀與表達，能夠觀察出生活中的物理現象，會使用物理學中的基本儀器。第二，使學生具備物理思維能力，具備實驗能力，且在信息化的環境下，能夠學會自主學習與探究。第三，使學生具備獨立思考能力，既尊重科學事實、又敢于向科學提出質疑，形成善于合作、樂于交流的團隊意識，開拓進取的創新精神等。第四，使學生客觀理解事物，能夠運用知識與經驗解決實際問題。

二、高中物理力學實驗的主要內容

高中物理的力學實驗，主要是為了使學生能夠從實際的力學現象及實驗中，更清晰的掌握物理中抽象的力學相關知識。比如，各種力的性質，力之間存在的相互作用，力的測量等。高中階段，力學部分的主要實驗內容包括：重力與質量關系實驗、懸掛法實驗、胡克定律實驗、摩擦系數實驗、滑動摩擦力影響因素實驗、滑動與滾動摩擦力比較實驗、共點力合成與分解實驗、力的平衡四邊形定則實驗、固定轉動軸物體的平衡條件實驗、共點力作用下物理平衡實驗等。

三、力學實驗在高中物理學習中的具體作用

1.培養小組合作探究能力

在高中物理的力學實驗中，大多數實驗都需要多人完成的。比如，在進行重心位置特性的實驗中，使用的實驗儀器為一張人民幣。老師將人民幣放在墻的附近，要求6～7名學生背對墻面，要求學生的腳跟與屁股要貼在墻面上，既不能向前傾倒，也不能身體后撤，看誰能完成這個動作。最后，大家經過熱烈的討論，詳盡各種辦法后一致認為無法完成這個動作。這個實驗說明了，當屁股頂在墻上，無法后撤時，人的重心會前移，會發生傾倒。可見，在老師的引導之下，同學們能夠很快的進入到實驗情景中。當遇到問題和挑戰時，同學們能夠自行站在同一戰線，積極討論，貢獻自己的意見。并通過自己的獨立思考，為問題的解決提供自己的意見。即使最后無法做到，也親身體驗到了物理實驗的樂趣。使我們形成對問題思考、分析、解決的思維，不僅使我們提高了學習物理的興趣，還激發了我們的探索欲，也使我們學會了團結與合作。

2.培養動手實踐操作能力

高中物理力學實驗，許多是要求學生獨立操作的。比如，驗證力的平行四邊形定則實驗，老師為我們提供方木板、橡皮筋、測力計刻度板、細繩等儀器，然后需要我們自己準備其他工具，比如刻度板、鉛筆、量角器等。首先，我們需要用圖釘將白紙固定在方木板上，橡皮筋一端拴住細繩套，頂端固定在白紙上。然后，兩個同學分別按照F1、F2不同方向拉細繩套，另外一個同學記錄下延伸位置O，讀出測力計數值并記錄下來。接著，我們需要做出平行四邊行，畫出合力方向F1，并量出大小。用一只測力計拉到O，記錄下測力計方向和數值F，比較F1與F的大小與方向。最后，改變F1、F2的方向和大小，重復上述過程。因此，我們可以驗證平行四邊形定則的成立。在此實驗中，除了老師提供的一些儀器以外，余下的實驗步驟，都是同學們合作而完成的。比如，實驗前的準備中，我們通過自己的努力找到所需要的儀器，并將儀器進行組合，鍛煉了我們獨立動手操作能力。在實驗道具準備就緒后，我們開始進行實驗。實驗中，有的同學負責操作測量儀，有的同學負責構造平行四邊形，有的同學需要對數據進行記錄。在此過程中，我們能夠更加熟練、準確的對測量儀進行操作，我們能夠根據伙伴們的強項特點，對工作進行有序分配。在實驗結束后，同學們會共同對數據進行觀察，以此得出最終結論。

3.提升生活中力學問題的解決能力

比如，在滑動摩擦力影響因素實驗中，老師將磨擦板水平平穩放置，將小木塊放在上面。同時，用測力計對小木塊進行牽引。當小木塊發生移動時，可測量出最大靜摩擦力。接著，繼續拉動小木塊，使其均速運動，此時的測量值為滑動摩擦力。然后，老師改變了磨擦板，并在小木塊上加砝碼，重復上述過程。該實驗使我們了解到，摩擦力與摩擦系數與正壓力有關，與摩擦面并無關系。聯系到生活實際，生活中許多現象中都存在著摩擦力。比如，冬季下雪后，路面會十分濕滑，家里的汽車在行駛的時候經常會出現打滑的現象，這就是摩擦力現象。同時，我們學習過摩擦力與摩擦系數有關，與摩擦板面無關。因此，為了避免打滑這樣的危險事情發生，應當加大輪胎的摩擦系數，即更換比較粗糙的輪胎再進行使用。

四、結論

本文以力學實驗在高中物理學習中的作用分析為主要內容，在對高中物理的學習目標進行分析的基礎上，從培養小組合作探究能力、培養動手實踐操作能力、提升生活中力學問題的解決能力等具體作用方面展開系統的探究。研究結果表明，力學實驗部分符合我們高中物理學習目標。在未來，我們還需對力學實驗進行深入的學習，以此提升物理問題的理解能力，使物理學科在生活中得到更好地運用。

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