利用小實驗深入探索高中物理“彈力”的學習過程

雷博文

摘要：隨著經濟的發展，我國各項事業都在穩步進行中、教育事業也始終是我國發展的重要目標，只有人才力量不斷強大，人民的知識文化水平不斷提升，才能促使社會向前發展，提升精神文明建設水平。本文主要分析高中物理彈力相關知識，通過實驗操作，分析在學習過程中的學習方式，以此夯實高中物理關于“彈力”知識基礎。

關鍵詞：高中物理;物理實驗;彈力學習

引言：想要深入理解關于彈力知識內容，需要在學習過程中利用一些小實驗，通過這種學習方式，了解物理實驗現象，對彈力的形變的概念有全面、深入的理解，了解到彈力是物體發生彈性形變時產生的，并且通過自身的實踐操作能力與實驗分析能力，正確判斷彈力的有無和彈力的方向，畫出物體受到的彈力，運用胡克定律計算彈簧彈力的方法，提高分析能力。

一、高中階段關于彈力相關知識的概述

從彈力的含義來看，是物體在外力的作用下發生形變，如果沒有外力作用，物體能夠恢復原狀，對跟它接觸的物理會產生力的作用，這種就叫做“彈力”。彈力是有一定限度的，如果形變超過一定限度，物體的形狀將不能完全恢復，這個限度也叫做彈性限度，所以，彈力大小與形變大小相關，形變程度越大，相對彈力也越大。在高中學習階段，我們學習的物理知識中最基本的概念就是關于“彈力”的知識，雖然在力的學習范圍內，我們很多學生可以理解“力是不能單獨存在的”這一理論，但是在對實驗分析時還是會受固有觀念的影響，無法準確理解力的相互作用，對物體形變的方向和形式也存在理解偏差，因物體的形變多種多樣，所以，其所產生的彈力也有不同的形式，它的方向與致使物體產生形變的外力方向是相反的[1]。但是在我們學生理解彈力形變時，認為只有出現形變的物體才能產生彈力。比如橡皮筋與尺子彎曲才產生一定彈力，如果是比較堅硬的物體則不可能出現形變。基于這種觀念，會理解物體之間產生彈力是需要建立在一定接觸程度和范圍，只有產生基礎的兩個物體才能存在彈力，但這樣的理解方向是錯誤的。所以，我們在開展實驗探究物理彈力知識過程中，需要先做好對彈力相關基礎概念的理解，這樣通過實驗才能幫助我們加深對彈力概念的認知，以直觀的方式更全面感受彈力發生過程。

二、巧用實驗探討彈力的學習過程

（一）做好實驗前學習準備和實驗器材準備

首先，要做好預習準備，溫習教材中彈力相關知識，從教材理論知識內容和物體形變案例分析中，通過對彈力形變和彈力概念的理解，演示“微小形變”的過程中，用實例引出了形變;其次，做好實驗相關準備，實驗中需要用到的細鋼絲、鋼鋸條、彈簧、橢圓形玻璃瓶、激光光源、橡皮筋、等等。最后，精心設計實驗，通過實驗直觀地把握彈力產生的原因及其對其方向的判定，幫助自身攻克彈力知識難以把握的問題。在自己親身實驗探究過程中，體驗到物理未知世界的樂趣，領悟科學探究的真諦[2]。比如：重物放在塑料板上，被壓彎的塑料要恢復原狀，產生向上的彈力，這就是它對重物的支持力。將一物體掛在彈簧上，物體把彈簧拉長，被拉長的彈簧要恢復原狀，產生向上的彈力，這就是它對物體的拉力。不僅塑料、彈簧等能夠發生形變，任何物體都能夠發生形變，不發生形變的物體是不存在的。不過有的形變比較明顯，能直接看見形變后的狀態;而有的形變比較微小，需要運用儀器設備才能看到。通過實驗物體形變探究彈力產生的原因、彈力的方向和作用點，探究支持力、壓力和繩子的拉力這幾種彈力產生的原因和方向，親身實驗和體驗過后，才能真切地理解彈力的大小與形變量大小之間的關系，從而從感性和主觀認識上升到理性、客觀認識。

（二）通過實驗增強實踐能力，轉變思想認知

高中階段學習“彈力”的最好方式就是引入小實驗，通過自身對實驗的設計、利用生活資源，尋找需要使用的器材，并親自動手操作，在實驗中，我們可以有充足的空間發揮自身的分析能力、實踐能力。首先，參與實踐過程中，我們需要先將已學習的知識進行系統地掌握，對物理實驗原理深入理解，建立完整的思維模式和實驗方法。結合彈力內容來看，在生活中我們隨處可見彈力的影子。比如將課本放于課桌上面，作業本便受到課桌所施加的向上彈力，而課桌也自然會受到作業本向下的彈力。再者，我們在拔河，對繩子進行拉伸的時候，人會受到繩子的彈力。但是我們生活中對于彈力的認識不夠深刻，常常會因為對彈力理解的偏差，刻板認為像課桌、繩子這類物體不會產生彈力，所以這就是對彈力認識缺少正確的認識;其次，學習科學知識時，我們常常會因為生活現象和物理概念的相似性，而試圖利用自己已有的觀念認識，理解科學知識，但是往往結果是有所差別的。彈力作為整個高中物理學習重要的知識點，但我們在學習時，很容易把力與做功搞混，對彈性形變的認識.彈力方向及大小的認識等也容易受生活常識的影響而產生各種誤解，所以，轉變思想認知最好的學習方式就是實踐。第一，實驗中，觀察用手擠壓時注滿紅墨水的燒瓶的形變 ;第二，用激光光源觀察桌面微小形變，在一個大桌上放兩個平面鏡M和N，讓一束光依次被這兩面鏡子反射，最后射在刻度尺上形成一個光點，用力壓桌面，觀察刻度尺上光點位置的變化。通過實驗操作觀察和分析，會發現原來平常我們不容易注意到的瓶子和桌面也會發生形變，從而突破我們思維的局限，認識到我們頭腦中想到的一切物體都可以發生形變，形變包含不同的形式和類別，這樣物體在發生形變之后還能夠恢復到原本狀態，以此更加深入了解彈性形變的概念，運用實驗操作方式獲得新的學習體驗。

結語：綜合上述分析，可以看出實驗可以幫助我們獲得真理性認識，幫助我們突破學習主觀認知的局限性，通過對實驗前的準備，對課本知識的梳理和溫習，對實驗操作過程的直觀體驗和數據觀察，讓我們可以體會科學研究的精神和嚴謹的態度。在彈力學習中，運用簡單器材對物體形變過程的觀察，充分踐行實驗出真知的思想，不僅加深了我們對于物理概念和實驗原理的理解，也提升了我們動手操作的能力。

參考文獻：

[1]余耿華.運用實驗闖關策略促進學生思維進階——以高中物理“彈力”一課為例[J].中學物理，2020，38（03）：13-16.

[2]楊東曉.巧用家庭物理小實驗深入探索“彈力”的學習過程[J].農家參謀，2017（21）：137.