讓減速電機(jī)在初中物理實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮作用

高禮平 彭志紅

1教材設(shè)計(jì)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)

江蘇科技出版社的八年級(jí)上冊(cè)物理教材中，有一學(xué)生實(shí)驗(yàn)“研究氣泡的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”（圖1）.

該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)測(cè)量、計(jì)算等過(guò)程得出玻璃管中的氣泡是做勻速直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)論.完成該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，存在如下不足之處：

（1）氣泡的運(yùn)動(dòng)不完全是勻速運(yùn)動(dòng).

（2）玻璃管內(nèi)徑如果過(guò)小，由于分子間作用力，氣泡會(huì)被吸附在管中某處而不運(yùn)動(dòng).如果內(nèi)徑過(guò)大，氣泡向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓強(qiáng)變小，浮力變大，氣泡會(huì)做加速運(yùn)動(dòng)，而達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

（3）玻璃管易碎，存在安全隱患.

一次偶然，筆者發(fā)現(xiàn)教室內(nèi)投影幕在打開(kāi)和收起時(shí)，緩慢地升降，近似于勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)測(cè)量，影幕上升時(shí)，非常近似于勻速運(yùn)動(dòng)，下落時(shí)是加速度很小的加速運(yùn)動(dòng).于是筆者決定跟學(xué)生一起以影幕為研究對(duì)象，研究它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.在黑板上畫(huà)一直線，每20厘米為一段，分成四段，將其剪成紅色箭頭貼在影幕下端橫桿上，能較為準(zhǔn)確地判斷影幕所在位置，以便于準(zhǔn)確測(cè)量.將學(xué)生分成若干小組，每組由四人負(fù)責(zé)記時(shí)，一人發(fā)令，一人記錄并處理數(shù)據(jù)，合作完成實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論.通過(guò)實(shí)踐，效果比較理想，能較好地得出每一區(qū)間的速度近似相等.從而得出影幕上升時(shí)做的是勻速直線運(yùn)動(dòng).表1是某一小組獲得的數(shù)據(jù).

2讓減速電機(jī)在物理實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮作用

投影幕之所以做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)橛幸粶p速電機(jī)在工作，也就是說(shuō)減速電機(jī)能較穩(wěn)定地保持勻速運(yùn)動(dòng)，而初中物理實(shí)驗(yàn)中，很多實(shí)驗(yàn)需要物體的運(yùn)動(dòng)，有的甚至要做勻速直線運(yùn)動(dòng).如物體受平衡力作用時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng)；研究勻速直線運(yùn)動(dòng)；研究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)；測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率等實(shí)驗(yàn)；研究阿基米德原理時(shí)需要讓物體緩慢進(jìn)入液體等.原來(lái)完成這些實(shí)驗(yàn)都是靠手來(lái)拉動(dòng)物體，使其緩慢運(yùn)動(dòng)或勻速運(yùn)動(dòng)，在具體的操作過(guò)程中，往往不能保持拉力不變，也不能完全保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，給實(shí)驗(yàn)效果帶來(lái)一定的影響；再則，實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往一邊用手拉物體，使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還要讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，或者做其它操作，做不到一心多用，影響實(shí)驗(yàn)效果.如研究勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，讓物體運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，需要測(cè)量每個(gè)階段的時(shí)間；研究阿基米德原理，物體緩慢浸入水中的同時(shí)，需要用小桶接水，還要讀彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等等.減速電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，造型美觀， 傳動(dòng)平穩(wěn)、振動(dòng)、沖擊和噪音均小，減速比大，通用性廣，容易固定，便于操作等特點(diǎn).如果用減速電機(jī)代替人來(lái)拉動(dòng)物體，一方面可把人手解放出來(lái)，專心只做一項(xiàng)活動(dòng)；另一方面又能較好地保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，使實(shí)驗(yàn)效率更高，效果更好.筆者所在課題組的同志嘗試了用減速電機(jī)輔助完成以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，取得了滿意的效果.

現(xiàn)代教學(xué)中，物理教師充分挖掘身邊的教學(xué)資源，讓科技為課堂教學(xué)服務(wù).同時(shí)我們也要開(kāi)拓視野，多動(dòng)腦，多動(dòng)手，不斷更新實(shí)驗(yàn)器材，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，達(dá)到物理實(shí)驗(yàn)效益最優(yōu)化.