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用精巧实验丰富弹力教学

  • 投稿玛丽
  • 更新时间2015-09-02
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  摘 要:文章介绍了四个精巧的实验,有的用简单器材对比出新,有的用大学实验迁移改造,有的用自制教具激发兴趣,还有的将学生实验补充完善。
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  关键词:弹力;演示实验;分组实验;自制教具
  中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2015)6-0056-2
  第十一届全国青师赛上,笔者参加了比赛,上课题目是《弹力》,获得了一等奖。这个奖项的获得,主要应归功于我们整个物理组设计的精巧实验。现在向同行介绍一下,希望能对大家有所帮助。
  1 对比实验区分弹性形变和范性形变
  过去的实验常常都是对比弹簧和橡皮泥形变的区别,虽能说明问题,但学生对此习以为常,没有什么“惊艳”的效果。
  我们改进的实验器材简单易得、实验操作富有趣味、实验结果简洁明了。
  如图1所示,实验器材是等长的钢锯条和铝条。教师演示时,将它们并拢,握住下端。嘴里一边说“鞠躬”,一边扳动上端使它们形变。接着嘴里说“礼毕”,撤去外力。当学生发现锯条可以恢复原状,而铝条无法恢复时,有的因实验对比而惊呼,有的则因语言幽默而微笑。
  2 借助“测量杨氏模量”实验,将金属丝微小形变放大
  常见的演示实验是演示玻璃瓶、硬质桌面的微小形变。但很多学生在初中已经见过,实验缺乏新鲜感。为此,我们借助“测量杨氏模量”实验将金属丝微小形变放大,这不但具有新鲜感,还能很好地说明人教版教材中细线的弹力方向问题,可谓一举两得。
  如图2所示,A是钢架,B是钢丝上固定端,C是钢丝,D是钢丝下固定端,E是重物,F是光具座,G处两个共线的底角钉安放在水平槽里,H为光具座和钢丝下固定端的连接杠杆。当钢丝被重物拉伸发生微小形变时,杠杆带动光具座转动,这样被光具座反射的激光束就发生了偏移。实验时,教师先放上重物,反射光斑移动,然后再拿走重物,光斑又恢复原位置,这说明钢丝发生了微小的弹性形变。
  当然,本实验装置稍显复杂,需要详细讲解才能使学生明白实验原理。
  3 用弹簧绕制器现场制作弹簧
  如果学生能够现场制作一个弹簧,并用它来探究“胡克定律”,那么学生必然兴趣浓厚,求知欲望也能有极大的提升。
  如图3所示为弹簧绕制器,A为曲柄,B为曲柄钢丝固定孔,C为绕线盒,D为绕线盒出丝孔,E为钢丝。制作时将E从D穿出,固定在B上,一边转动A,一边用力向下拉住,这样绕制出来的弹簧间隔匀称、弹性良好,既可以当拉簧用,也可以当压簧用。
  4 利用压簧探究胡克定律
  历届赛课,教师们在实验上无不推陈出新。比如用两组弹簧、一根皮筋做对比。既能说明胡克定律,又能发现劲度系数,还能说明并不是所有的弹性物体都满足弹力和形变量的正比关系。
  我们又进一步丰富了此实验――用螺母和压簧探究胡克定律。如图4所示,A为制作的压簧,B为压簧指针,C为刻度尺,D为质量为30 g的螺母。实验中,学生不断地把D压到B上,记录数据,画图寻找规律,实验效果非常好。
  当然,此实验还有需要改进之处。比如,螺母不能加太多,因为一方面压簧容易弯曲,另一方面螺母和铁杆摩擦影响变得显著。但如果螺母数量控制合适,实验效果还是非常理想的。
  此外,还可以给学生几个质量很大的钩码,让弹簧超出弹性限度,进而说明胡克定律的成立条件。
  (栏目编辑 王柏庐)