简易实验在物理教学中的作用，本文主要内容关键词为：简易论文,物理论文,作用论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
课程资源是决定课程目标能否达成的重要因素之一。利用日常器具做实验不仅是实验教学改革的一个方向，也是常态下促进学生自主学习、自主探究的一个平台。广大物理教师应利用身边的日常生活用品做实验，以弥补实验条件的不足，同时这样做还有两个主要作用：一是带给学生亲切感，拉近了物理与生活的距离，二是对教师自身的创新能力也是一种挑战。笔者在这方面做了一些探究，并取得了良好的效果。现以“力学”为例，谈谈简易实验在物理教学中的作用，愿与同行商榷。
一、用吊瓶作器材的系列物理实验
利用吊瓶恒压输液的特点，可以做以下三个力学实验：(1)作打点计时器；(2)描绘平抛运动轨迹，(3)描绘简谐运动图象。基本装置如图1，在吊瓶内装入有色水（红或蓝），将吊瓶固定在万能支架的最上部（离底部约1.2m），瓶口橡皮塞处插上输液管，分别在a，b，c三处固定夹具。再配以其他不同的器材就可以演示这三个实验了。
图1
1.作打点计时器，研究各种直线运动状态
人教版物理（必修1）第一章第四节《实验：用打点计时器测速度》后的“问题与练习4”有一个学生动手做一做的小实验——自制打点计时器，按课本中的介绍方法，用手工操作来计时打点，误差很大。而用吊瓶输液器做成的打点计时器则很准确，操作也简便，现介绍如下。
器材 小烧杯、长纸条（最好宣纸，长80～100cm，宽约5cm）、吊瓶输液装置、有色水（红水）。
操作 在吊瓶内装上适量红水，按图1安装吊瓶输液装置于铁架台上，在吊瓶输液装置的a处用试管夹把注射针后端的塑料片夹住，中部的输液管作适当的调整，把整个装置放在讲台上，在注射针头下方放一烧杯，调整输液管的开关，数注射针头上落下的液滴数（每分钟约60～100滴），确定每落下一滴的时间，即打点时间，再取长纸条，一端放在烧杯下，拿开烧杯，在注射针头下用手拉动纸条，液滴就在纸条上有间隔地落上几点。这样就可以根据纸条上液滴的分布情况判定纸条的运动性质，并计算平均速度。如果把纸条粘贴在小车上，用一恒力牵动小车（例如通过定滑轮用适当的重物牵动），那么就可用来研究匀变速直线运动了。该打点计时器的优点是：频率低且便于调节。
2.演示平抛运动的轨迹
人教版物理（必修2）第六章第三节《探究平抛运动的规律》中，有一个演示实验和参考案例都介绍了水平喷出的细水柱显示平抛运动的轨迹，这里关键的一点就是必须保持从喷嘴射出的水流速度恒定。我们把上述的吊瓶输液装置稍加改进就可以满足这一要求，用来演示平抛运动的轨迹。
器材 输液装置、接水盘、木板、白纸、图钉、水彩笔。
操作 按图1，把注射针头在c处用铁夹固定成水平状态，接水盘放在针头前下方处，用图钉把白纸固定在木板上，把木板竖直放置在略靠近针头预计喷出细水流的平面后方。打开输液开关，注射针头处射出的水流落在接水盘内，通过白纸背景观察有色水流的形状，并用水彩笔沿水流形状大略描绘出轮廓线，最后关上输液器开关，用水彩笔将白纸上的轮廓线用光滑的曲线连接起来，即得到平抛运动的轨迹。
该装置的优点是：既可以较长时间观察，又可以直接描绘出平抛运动的轨迹，便于分析研究。
二、简易超重、失重演示实验
我们知道，当汽车经过凹形桥最低点时，压力大于重力，处于超重状态；当汽车经过凸形桥顶点时，压力小于重力，处于失重状态。以下简易实验，可用来探索作圆周运动物体分别经过凹形轨道最低点和凸形轨道最高点时，其压力的大小情况即超、失重情况。
（一）实验器材 记忆式测力计(J2142)，凹形轨道、凸形轨道（自制），引导轨道（自制），小钢球。
（二）实验步骤：
1.演示超重：
(1)如图2，将小钢球静止放在凹形轨道最低点，测力计显示钢球的重力为G（红色指针停在该处）
(2)让小钢球从凹形轨道一端沿圆弧运动，当运动到轨道最低点时，测力计记忆指针（黑色指针）显示出钢球对圆弧的最大压力N，可观察到N＞G，说明钢球经过凹形轨道最低点时，呈超重状态。
2.演示失重：
(1)如图3，将凸形轨道安放在测力计上，一侧接上引导轨道，将小钢球静止放在轨道顶点，测力计显示钢球重力为G（红色指针显示）。
图2
图3
(2)让小钢球从引导轨道较高处滚下，当球运动至凸形轨道顶点时，测力计记忆指针（黑色指针）显示出钢球对轨道的最小压力N，观察发现N＜G，说明钢球经过凸形轨道最高点时，呈失重状态。
三、简易共振演示实验
实验装置如图4，该装置由一根木条和三条长短不同能插于木条上的弹性塑料片组成，每根塑料片上端安装一个小球（每个小球大小质量可不等）作为振子。实验操作如下：
1.测定固有频率
在木条上依次插上三塑料片A、B、C，用手分别拨动塑料片A、B、C上端小球，使其振动起来，（该振动为自由振动）可观察到各塑料片振动时的固有频率各不相同，可定量测得它们的固有频率分别记为
。
图4
2.演示受迫振动
在木条上仅插一根塑料片（A、B、C任取其一），如图5，用手来回振动木条，塑料片及其上端振子A也随之振动起来（说明：这里手的振动是驱动），塑料片及振子A频率也随之改变，但可观察到振子A的频率始终等于手振动的频率而与其固有频率
无关。该实验表明，受迫振动的频率总等于驱动频率，而与固有频率无关。
图5
3.演示共振频率和固有频率的关系
在木条上重新插上三塑料片（如图4），用手振动木条，三振子都随之振动起来，其频率均等于手的频率，符合受迫振动规律。改变手的振动频率接近或等于振子A的固有频率（以上已测定）时，发现A振子受迫振动的振幅不断增大到最大，即形成共振，而此时B、C振子的振幅几乎不变，即没有共振。再改变手的驱动频率，使其接近或等于B振子的固有频率
时，又发现B振子的振幅不断增大至最大，即B振子发生共振，而此时A、C振子不共振，依次类推，当手振动的频率接近或等于C振子固有频率
时，C振子发生共振，而A、B不共振。该实验表明：驱动力频率接近或等于固有频率时，物体受迫振动的振幅增大至最大（即共振），驱动力频率与固有频率相差越大，物体受迫振动的振幅就越小，从而也很好地说明了教材中的共振曲线（如图6）。
图6 共振曲线
我们认为“坛坛罐罐作仪器，拼拼凑凑做实验”远未过时，新课程改革并不是把问题复杂化，相反应是如何把复杂问题简单化。只要我们注意自己的举手投足，注意身边的小事情，并能熟练地和物理挂上号而随心所欲地加以利用，简易实验在物理教学中同样可以闪光，在新课程课堂实施中发挥亮点。