橡皮泥有常見、易取材、價格便宜、容易改變形狀、可重復使用等特點,這些特點讓橡皮泥成為初中物理實驗探究中最理想的實驗器材之一。筆者在多年的教學實踐中歸納出橡皮泥可以運用于初中物理如下探究實驗。
1.質量是物質的屬性實驗中探究質量與形狀的關系。
取一塊橡皮泥,分別把它做成圓柱形、球形、方形等,分別置于天平上,測出它的質量。通過分析質量大小可以得出質量與形狀是否有關。
2.探究物質的密度與質量、體積的關系。
用幾個大小不一的止咳糖漿量杯作為模具,讀出他們的容積,將橡皮泥放入大小不一的量杯中壓實,用三角板刮平且倒出橡皮泥,再分別放至天平上測量其質量,計算其質量與體積的比值。換用別的材料,如金屬幣,礦泉水蓋等完成多次實驗,可以總結出同種材料質量與體積的比值是相同的,不同種材料質量與體積的比值是不同的。
3.探究物體的慣性與質量的關系。
用橡皮泥做成三個質量不等的小球,用相同的力推動小球,觀察哪個球易啟動,說明慣性小,其運動狀態容易改變,得出慣性大小與質量有關,質量越大,慣性越大。還可進一步提出哪個球更容易停下來,讓學生進一步認識慣性這種性質。
4.探究壓力作用效果與哪些因素有關。
將橡皮泥做成稍大的立方體,上面放1個鉤碼,觀察鉤碼陷入橡皮泥的深度,或用游標卡尺測量其陷入的深度;在橡皮泥的另外兩個地方分別放上3個和5個鉤碼,觀察鉤碼陷入橡皮泥的深度,或用游標卡尺測量其陷入的深度。比較前后3次鉤碼陷入橡皮泥的深度可以得出壓力的作用效果與壓力的關系。接著可以用橡皮泥探究壓力的作用效果與受力面積的關系。還可以用橡皮泥說明壓力作用效果和接觸面積的關系。很多一線教師在講解壓力作用效果與接觸面積的關系的時候一帶而過,或避而不談,我認為是可以講清楚的。比如利用鉤碼陷入橡皮泥,鉤碼的側面也接觸了橡皮泥,此時提醒學生注意,鉤碼的側面是否受力?答案顯然沒有,這樣就讓學生對受力面積與接觸面積的區別有更深刻的認識。我之所以用橡皮泥代替課本中的海綿,一方面海綿的凹陷深度有時不太好區分,后面同學觀察到的效果不明顯,而使用橡皮泥教師可以在教室里流動傳看其陷入的深度。而且在解釋受力面積與接觸面積的區別時也能起到很好的效果。
另外我們還可以用橡皮泥和鉤碼模擬警察通過腳印的深淺計算體重,把它作為課外活動興趣小組的內容,能夠加強學生的動手、計算、推理能力,激發學生學習物理、應用物理的興趣。
5.探究電阻大小與長度、橫截面積的關系。
通過嘗試發現橡皮泥是很好的導體。將橡皮泥接入電路后可以用電流表測出明顯的電流,為了使實驗現象更為明顯,可以用靈敏電流計代替電路中的電流表。橡皮泥比較柔軟,容易改變其形狀,如變短、變粗,所以選擇它作為研究對象。為了使橡皮泥更好的接入電路,可以將兩鱷魚夾分別夾住一枚一元硬幣(或銅片),然后輕壓在橡皮泥兩端,此時電流表中有示數。通過實踐操作發現,裁短橡皮泥,電流表示數變小,說明橡皮泥電阻與它的長度有關;裁細橡皮泥,電流表示數變大,說明橡皮泥電阻與它的橫截面積有關。壓縮橡皮泥,使其變粗、變短,或者拉伸橡皮泥使其變細、變長,電流表示數變化更為明顯,這個實驗還讓學生對電阻的影響因素有更深的理解,讓很大一部分學生走出了認識上的誤區。
6.光學實驗中用于固定香燭。
在光學實驗中,玻璃缸內制造煙霧可以增強光學實驗效果,香燭是制造煙霧比較理想的用品,但是它細長、穩定性不好,讓它插在橡皮泥上比較容易固定。我曾用蘿卜當作固定香燭的的用具,隨著香燭的燃燒,玻璃缸內溫度升高蘿卜水分蒸發明顯,玻璃內壁布滿小水珠,從缸外看缸內光路模糊,最終實驗失敗。
(作者單位:江西省上猶縣第二中學)