物理小实验的作用与开发，本文主要内容关键词为：物理论文,作用论文，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。
一、物理小实验的作用
1.“解惑”作用
学生知道力的分解遵守平行四边形法则，但总认为绳长力大，屡犯如图1所示的错误。如何打破“绳长力大”的错觉呢，让学生做个小实验就是最好的办法。逐渐加重物体，总是a绳先断，或在两绳分别串上同样的橡皮筋，发现a绳橡皮筋较长。只有打破学习障碍，才会解开两绳的合力方向“竖直向上”与“平行四边形法则”不矛盾的疑惑。
再如，学生无法想象，“逆风行舟”，教师也难说清楚。如果用三角板（一角为30°）、铅笔和直尺先做如图2的小实验，问题迎刃而解。
2.小实验可以更好地发挥学生在训练操作中的主体作用
学生把知识转为能力，操作是关键。小实验从设计到实验再到观察，从总结规律到运用理论解决实际问题，都是学生通过耳、眼、口、脑的亲身实践。
如“电流计”除用于电表改装、描绘等势线外还可开发“验证地磁场”；学生利用电磁感应原理设计小实验，证明存在地磁场并判明其方向。经学生的不断努力探索，模仿集体跳绳的方法，用多匝电线代替绳，在大操场上两位东西站立的同学，甩动电线时，可以看到电流计指针在摆动。继续实验发现，绳的摆动速度以及人的站立方向都会影响感应电流的大小；“研究安培力”：让学生拆开电流计面盖，观察电表结构，再通入大小方向都不同的电流，研究电表指针的偏转特点，从而得到安培力与电流的关系，同时又能进一步理解电流计工作原理；“发电机原理”：将两个电流计如图3连接，让学生摇晃电流计A（线圈在磁场中运动），观察静放的电流计 B的指针，通过B的指针有摆动现象（有电流），不难分析出电流是电流计A产生，领会发电机原理；“楞次定律”：摇晃一下电流计观察指针摆动情况，然后将电流计的正负接线柱用导线连接，同样摇晃一下电流计，这时指针摆动会很快停止，证实感应电流“总是阻碍”；“左右手定则”：将两个电流计如图3连接，让学生摇晃电流计A，观察电流计B的指针，通过现象（A、B两指针摆动的方向始终相反）分析左右手定则。
图3
3.小实验是实验教学的补充与延伸
小实验取材容易、方法简单、趣味性强、接近实际，对正常课堂实验能很好的起补充与延伸作用，对学生加深物理概念的理解物理规律的应用十分必要。
弹性限度：用3mm粗的铜电线绕出一条“弹簧”，当挂上轻物(50g、100g)时，弹簧发生弹性形变，当挂上重物(1kg)时，弹簧“损坏”。（损坏时学生很惊讶）
电源：将发光二极管接到干电池上能持续发光，将发光二极管接到刚在干电池上充好电的电容器(1000μF)上只能短暂发光。理解电源使电路有持续的电流。（学生总认为电容器在干电池上多充会儿电，发光二极管就能亮更长时间）
物体对外做功内能减少：高压锅内的水烧开后，拿掉限压阀，用温度计测喷出水蒸气的温度（约 70℃）。由于水蒸气喷出的时间短，可判断温度的降低不是由于对流辐射和传导引起，而是由于水蒸气喷出时体积膨胀对外做功内能减少。
共振实验：在橡皮筋的一端系一小球，手提橡皮筋的另一端，当手抖动频率与固有频率相差较大时，小球振幅极其微小。当手抖动频率与固有频率相等时，振幅极大。若选择的小球质量合适，手微微抖动，振幅便能达到0.5米。
共振实验：搭一座简易桥（或单摆），用电风扇强风吹，桥“巍然耸立”（摆球只有微小偏移）；改用微风吹，并用纸板间隙地挡风，若挡风的频率恰当，桥不堪一击（摆球振幅很大）。
布朗运动：取白炽灯玻璃外壳（或试管），玻璃外壳内装上清水，用激光笔照射白炽灯并投影到白色墙壁上。将少许淀粉撒入水中，马上看到光斑中有许多小点不停地做无规则的运动；后来小点逐渐变大（淀粉吸水），运动变慢；加热水温，运动又变激烈。
二、开发小实验
1.同一器材不同的小实验
热胀冷缩的性质：把刚煮熟的蛋立刻浸入冷水中待完全冷却后，再捞上来剥壳比不放入冷水中直接剥要容易多。（蛋白收缩率比蛋壳大）
液体蒸发吸热：把刚煮熟的鸡蛋从锅内捞起来，直接用手拿较烫，一会儿当蛋壳上的水干了后反而比刚捞上时还烫。（开始时，蛋壳上水蒸发吸热，使蛋壳的温度下降，所以并不很烫。经过一段时间，水蒸发完了，由蛋内传递出的热量使蛋壳的温度重新升高，所以更烫手）
凝固温度：将鸡蛋放入水温在70～75℃的水中煮6min取出，破壳会惊奇发现，蛋清仍是液态，而蛋黄已经是固态。（蛋清凝固温度高于75℃，蛋黄凝固温度低于75℃）
分子运动现象：外壳完好的蛋，放入食盐水中腌制一段时间，可以制成咸蛋。蛋壳虽然完好，但内部的蛋黄都变咸了。（物质的分子间存在间隙，分子不停地做无规则运动，所以食盐分子扩散到蛋黄和蛋清中）
分子间有空隙：将鸡蛋一端用针头开一小口，用注射器将蛋清和蛋黄全部抽出，并去除内壁的薄膜，将红墨水用注射器注入蛋壳，然后用空注射器往蛋壳内打气，会有许多红水珠冒出。
惯性现象：选用外形相似的生熟鸡蛋各一只，放在水平桌面上。用相同的速度旋转使它们在原处旋转。能迅速旋转的是熟鸡蛋，缓慢旋转几圈就停止的是生鸡蛋。将旋转的两鸡蛋用手迅速压一下放开，立即停止的是熟鸡蛋，又开始旋转的是生鸡蛋。（生鸡蛋的蛋壳蛋清蛋黄会相对运动，之间存在摩擦力）
超重现象：烧杯中先放一个坚硬的物体，上面再放一个鸡蛋，物体的棱角和鸡蛋相接触，缓慢抬升烧杯，鸡蛋完好，然后改为加速抬升烧杯，鸡蛋破裂。
还可以验证大气压的存在，研究物体浮沉现象、压强实验、物体的稳定平衡、动量定理，及高空落蛋、鸡蛋撞地球等实验。
存在大气压：选一只口径略小于鸡蛋的瓶子，在瓶底铺上一层沙子。点燃一团浸过酒糟的棉花投入瓶内，接着把一只剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口。火焰熄灭后，蛋被瓶子吸入了瓶肚中。
惯性现象：在盛半杯水的玻璃杯口上放一张硬纸片，再在纸片上放一个鸡蛋，用手把硬纸片突然弹出去，鸡蛋会安全地掉进玻璃杯却不会随纸片一起飞出。
压强实验：用手捏鸡蛋，由于鸡蛋表面各处受力均匀，受到的压强较小，鸡蛋难以捏破，可是如果我们用同一只手捏两个鸡蛋，由于鸡蛋与鸡蛋之间接触面积小；受到的压强大，很容易把鸡蛋捏破。
物体的稳定平衡：在蛋壳的大头底部滑入一块重物制成一个“不倒翁”。
动量定理：使两个生鸡蛋从同一高度分别自由落下，一个落在水泥地上另一个落在海绵垫上。
2.同一问题（超重与失重）不同的小实验
实验1：实验装置如图4，手握木条的一端，另一端挂上适当的钩码悬停空中；手举木条加速上移，木条折断（超重）。
实验2：实验装置如图5（铁圈弹性要适当），不挂钩码时铁圈呈椭圆形，挂上钩码，钩码静止时铁圈呈圆形，按图示方向粘贴细纸条AB、CD；当手提细绳有竖直向上加速度运动时，纸条AB断裂（超重）；当手提细绳有竖直向下加速度运动时，纸条CD断裂（失重）。
实验3：在音乐生日卡片的弹簧片上放上很轻的物体，音乐响发光管闪；改放一个很重的物体，当他们一起做自由落体运动时，音乐停发光管灭。（完全失重）
实验4：实验装置如图6，弹簧片上放上合适的重物，调节1、2螺丝与簧片刚不接触，当箱体向上加速或向下减速时红灯亮；当箱体向上减速或向下加速时黄灯亮。
图6