用實驗來輔助習題教學課的精彩范例

強鳳芝

1 準備：巧設實驗，吸引學生

請一位同學上講臺做實驗： 在杠桿支點左右兩側分別掛4個和2個質量相等的鉤碼，使杠桿平衡。

師：在上題平衡杠桿兩側各去掉1個鉤碼，杠桿還平衡嗎？

生：不能。因為杠桿左右兩邊力與力臂的乘積不等。

師：對。要想使杠桿平衡應如何去掉鉤碼？

生：右邊去1個，左邊去2個。

（教師按學生回答的進行實驗，杠桿仍能平衡。）

2 習題：層層深入，靈活多變，拓展引申

例1 杠桿兩側分別掛著質量為m1、m2的鐵塊，m1=2m2，杠桿平衡。若使兩鐵塊同時浸沒水中，杠桿還能平衡嗎？為什么？

師：請同學們分析討論后，發表看法。

（學生討論熱烈，看法不一。有些同學深思不言，有的急于發言。）

生甲：我認為不能平衡，因為兩鐵塊體積不等，浸沒水中大鐵塊受到的浮力大，這端肯定向上傾斜。

師：同意這種看法的舉手（約占80%）。請不同觀點的同學發表看法。

生乙：我覺得杠桿還能平衡。原因與剛才準備題中去掉鉤碼的情況相似。

（教師端起燒杯，使兩鐵塊緩緩進入水中，在實驗過程中杠桿不?；蝿?，這時有人就說：“看！還是不平衡吧?！庇钟腥苏f：“別急，還沒有全部浸沒呢！”當鐵塊全部浸沒時杠桿保持平衡。許多同學感到驚奇。答錯的開始反思錯在哪里，答對的同學有些沾沾自喜。）

師：同學們不要滿足結論的錯對，應深思其道理。剛才乙同學把該題與剛才的準備題聯系起來，思路是對的。希望大家從兩個不同實驗中，找出它們相同的本質與特點，從中悟出杠桿平衡的道理。（學生議論。）

生：大鐵塊受的浮力是小鐵塊的2倍，這相當于剛才準備題中右邊去掉1個鉤碼，左邊去掉

4 增加趣味性實驗

例如學習“光的色散”時，設計噴泉實驗觀看光的色散現象，利用所學知識將社會生活、自然現象中的一些問題聯系起來，調動學生學習物理積極性，提高學生“從物理走向社會”的意識。

5 利用身邊物品自制實驗儀器進行實驗

使用身邊隨手可得的物品進行探究活動和各種物理實驗，可以拉近物理學與生活的距離，讓學生深切地感受到科學和社會、科學和日常生活的關系。另一方面，由于這些物品本來的用途并不是進行物理實驗，所以這種做法本身就是一種創新，還能通過低成本實驗解決設備不足的問題。例如在“小孔成像”的教學中，我改變以前只是教師自己做儀器，自己演示讓學生觀察的方法。課前讓學生預習，讓每個學生都制作一個小孔成像實驗器材，上課時學生們得意的拿出自己制作的實驗器材進行實驗，但有一小部分學生沒有看到小孔成的像。沒有做成功儀器的學生可與同桌共用，學生自己總結出小孔成像規律。實驗結束后，讓他們找出失敗的原因，最后學生歸納出兩點：第一，礦泉水瓶透光；第二，小孔成像的小孔做得太大。通過學生自制實驗器材，激發學生的探究熱情，讓學生享受制作小孔成像儀器成功的喜悅，同時也發現自己的不足。這是培養學生創新能力的有效途徑之一。

(欄目編輯王柏廬)

2個鉤碼。受浮力后大鐵塊對杠桿的拉力還是小鐵塊對杠桿拉力的2倍，仍符合杠桿平衡條件，故還能平衡。

師：問題的關鍵已答出，下面我們用數學語言寫出推理過程。

∵杠桿平衡∴G1L1=G2L2（１）

ρ鐵V1g L1=ρ鐵V2gL2

∴V1L1=V2L2（２）

浸沒水中，左邊力矩：

（G1-F1）L1=G1L1-F1L1＝G1L1－ρ水V1g狶1 （３）

右邊力矩：

（G2-F2）L2=G2L2-F2L2＝G2L2－ρ水V2g狶2 （４）

由（１）（２）（３）（４）得：左邊力矩＝右邊力矩。

一變例1：若杠桿兩邊掛的鐵塊質量是3倍，還平衡嗎？（平衡）

二變例1：若杠桿兩邊掛的鐵塊質量相等，是等臂杠桿，還平衡嗎？（平衡）

結論 杠桿兩邊掛同種物質平衡，同時浸沒同種液體中仍平衡。

例2 若將例1的大鐵塊浸沒酒精，小鐵塊浸沒水中，杠桿還平衡嗎？為什么？

眾：不能平衡。

師：請說明原因。

生：既然兩鐵塊浸沒水中杠桿平衡，那么大鐵塊浸沒酒精中受的浮力比在水中小，而且其它條件不變，當然不能平衡，浸沒酒精的一端下沉。

（教師進行驗證性實驗）

拓展：如果把小鐵塊浸沒酒精中呢？（哪邊浸沒酒精哪邊下沉）

結論 杠桿兩邊掛同種物質平衡，同時浸沒異種液體，液體密度小的那端下沉。

例3 若將例1的大鐵塊換成等質量的銅塊，浸沒水中，杠桿還平衡么？

生：不會平衡。因為銅塊和換掉的大鐵塊質量相等（力臂不變），體積不等，浮力就不等，銅塊體積小，銅塊浸沒水中受浮力小，因此銅塊這端下沉。（教師進行驗證性實驗）

拓展：如果把小鐵塊換成等質量的銅呢？（哪邊掛銅哪邊下沉）

結論 杠桿兩邊掛異種物質平衡，同時浸沒同種液體，物體密度大的那端下沉。

例4 若將例3中的大鐵塊換成等質量的銅塊，平衡后，大銅塊浸沒酒精中，小鐵塊浸沒水中，杠桿還平衡嗎？

（學生思考，難以回答。）

師：問題比較復雜，我們用數學語言證明一下：

∵杠桿平衡∴G1L1=G2L2（１）

左邊浸沒酒精中，力矩：

（G1-F1）L1=G1L1-F1L1＝G1L1－ρ3V1g狶1

＝G1L1－ρ3G1×L1／ρ1

＝G1L1（１－ρ3／ρ1）（2）

右邊浸沒水中，力矩：

（G2-F2）L2=G2L2-F2L2＝G2L2－ρ4V2g狶2

＝G2L2－ρ4G2×L2／ρ2

＝G2L2（１－ρ4／ρ2）（３）

由（１）（２）（３）得：

若ρ1／ρ3＞ρ2／ρ4時，ρ１端下沉；

若ρ1／ρ3＜ρ2／ρ4時，ρ２端下沉；

若ρ1／ρ3＝ρ2／ρ4時，杠桿仍平衡。

3 小結

杠桿兩邊掛異種物質平衡，同時浸沒異種液體，物體密度與液體密度的比值大的下沉。

拓展：若例4中，兩邊都浸入水銀中呢？（浮力等于重力，杠桿不受拉力，平衡）

（教師強調前面的規律僅適合物體密度比液體密度大的情況，學生情緒飽滿，受益匪淺。）

教學實踐證明，用實驗來輔助習題教學的策略，不但提高了學生學習的興趣，而且能使學生的思維向縱向滲透，向橫向發展，對培養學生發散思維，提高綜合分析能力和知識遷移能力會收到事半功倍的效果。

(欄目編輯王柏廬)