隨手可做的物理實(shí)驗(yàn)

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理教學(xué)必須以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中占有舉足輕重的地位，利用隨手可做的實(shí)驗(yàn)可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的地位和作用

在新的高中物理教學(xué)大綱中，已明確指出：“觀察現(xiàn)象、進(jìn)行演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生對(duì)物理事實(shí)獲得具體的、明確的認(rèn)識(shí)，這是理解概念和規(guī)律的必要的基礎(chǔ)。”觀察和實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ囵B(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，引起學(xué)生興趣，具有不可代替的重要作用。可見(jiàn)沒(méi)有物理實(shí)驗(yàn)，很難達(dá)到物理教學(xué)目的。

回顧物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程，可以看出物理實(shí)驗(yàn)自始至終都占有極其重要的地位。所有的物理知識(shí)，都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。物理實(shí)驗(yàn)作為物理教學(xué)的基本手段，有其特殊的教學(xué)功能。

1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以使物理教學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際，引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘問(wèn)題，激發(fā)其求知欲望，從而調(diào)動(dòng)他們學(xué)好物理的主動(dòng)性和積極性，引導(dǎo)他們熱愛(ài)科學(xué)。

2）通過(guò)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，不僅可以使學(xué)生具備一定的感性認(rèn)識(shí)，更重要的是使學(xué)生進(jìn)一步理解物理概念和定律是怎樣在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，從而有效地幫助學(xué)生形成概念，導(dǎo)出規(guī)律，掌握理論，正確而深刻地領(lǐng)會(huì)物理知識(shí)。

3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、自學(xué)能力以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)方法以及基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手能力，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步培養(yǎng)他們的獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力。

4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究應(yīng)當(dāng)具備的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，科學(xué)的思維方法，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，逐步學(xué)會(huì)物理研究中基本的科學(xué)方法。

鑒于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位和作用，教師不僅應(yīng)該重視實(shí)驗(yàn)，而且應(yīng)該在教學(xué)中認(rèn)真貫徹以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的原則。

高中生普遍感到物理難學(xué)：課堂教學(xué)過(guò)于教條，教學(xué)與生活中的事物相脫節(jié)，學(xué)生不能融入物理情景中，很大程度上影響了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。而教師用班里現(xiàn)有的物品就可以有針對(duì)性地設(shè)計(jì)一些教學(xué)實(shí)驗(yàn)，一個(gè)瓶子、一根繩子、一根木棍甚至一個(gè)拖把，都可以成為好的演示實(shí)驗(yàn)器材，為學(xué)生提供最有效的方式，使之迅速融入物理情境中。

實(shí)驗(yàn)選材要點(diǎn)

1）安全、隨手可得、貼近生活；2）現(xiàn)象明顯、對(duì)比度強(qiáng)、可重復(fù)再現(xiàn)；3）交代清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，抓住主要矛盾。

案例

觀測(cè)完全失重現(xiàn)象

選材：空礦泉水瓶、自來(lái)水、小刀。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：對(duì)比戳了孔的水瓶中的水，在瓶子處于靜止?fàn)顟B(tài)和沿任意方向拋出后瓶中的水是否流出。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程（圖1）：用小刀在礦泉水瓶上距離底部5 cm處戳一個(gè)直徑0.5 cm的洞；用手指堵住漏洞，注滿清水；松開(kāi)手指，水飛流而下；自由釋放，沿任意方向拋出，請(qǐng)學(xué)生預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

原理講解：瓶子和瓶中的水都只受重力，都具有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，接觸而無(wú)彈力，所以水不會(huì)流出。

拓展：為什么把兩本書(shū)疊放在一起自由釋放，兩本書(shū)之間接觸而無(wú)彈力？

圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件

選材：一根包裝用細(xì)繩、裝有半瓶清水的礦泉水瓶、拖把一把（一根木棍）。

1）繩子約束實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

選材：半瓶礦泉水、繩子一根。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：觀察瓶子（用繩子拴住）以不同的速率是否能通過(guò)最高點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程（圖2）：以一較大的速率v1轉(zhuǎn)動(dòng)瓶子，可以通過(guò)最高點(diǎn)（軌跡A）；以一較小的速率v2轉(zhuǎn)動(dòng)瓶子，不能通過(guò)最高點(diǎn)（B軌跡），在到達(dá)最高點(diǎn)之前就開(kāi)始做斜拋運(yùn)動(dòng)；以一適當(dāng)速率v3（v2＜v3＜v1），恰好能通過(guò)最高點(diǎn)。

原理講解：原因在于繩子只能提供拉力而不能提供支持力，繩子約束時(shí)物體要做圓周運(yùn)動(dòng)，速率必須大于某一臨界速度。

如圖3所示，F(xiàn)向=T+G=m