“牛頓運動定律”物理演示實驗設計的研究

江蘇省揚州市揚州大學附屬中學東部分校高三(10)班(225003) 陳翰玄 ●

“牛頓運動定律”物理演示實驗設計的研究

江蘇省揚州市揚州大學附屬中學東部分校高三(10)班(225003) 陳翰玄 ●

高中生在學習物理知識時，演示實驗能鍛煉我們的思維能力．本文從“牛頓運動定律”的演示實驗設計入手，對如何提升物理演示實驗效果的幾點措施進行了研究．

物理;實驗;牛頓運動定律

高中階段的物理學科主要是一門以探索實驗為基礎的學科，在學習物理知識的同時，必須要輔以相應的實驗知識，從中發現物理規律．在學習物理知識時，演示實驗的運用不僅可以加深我們對物理知識的理解，更為重要的是，也可以在實驗的同時，形成直觀的物理思維，進而鍛煉了我們的思維能力．本文以“牛頓運動定律”為前提，對其進行了演示實驗設計的研究．

一、實驗器材及過程

1．所需器材

小車1輛、打點計時器1個、木板一塊、紙帶一條．

2．實驗過程

為了探討加速度與質量之間的關系，我們進行了如下實驗:將小車放置于木板上，在小車后固定一條紙帶，將紙帶穿過打點計時器，并將木板其中一側墊高，以此協調打點計時器在小車阻力以及其他方面的阻力．隨著實驗的進行，我們將木板的傾斜度進行調整，讓小車可以在完全不受牽引的狀態下，自動拖動紙帶沿著木板勻速運動．隨后，利用打點計時器測量小車處于運動狀態下的加速度，并通過反復的實驗證明，小車在運動狀態下，通過增減重物能否實現小車質量的改變．

3．實驗結論

通過上述實驗我們可以通過觀察得出以下猜想:物體加速度和其本身所承受的力與質量之間存在十分直接的聯系，也就是加速度和力成正比，和質量成反比，即a∝．我們通過多次實驗證實了這個猜想，由此得出牛頓第二定律概念與公式，即物體加速度的大小和它受到的作用力成正比，和其質量成反比，且加速度方向與作用力方向一致．表達式即或是F∝ma．

二、提升實驗效果的幾點措施

1．加強與生活實際的結合

因為物理學科本身具有一定的實踐性特點，所以我們為了理解物理概念與知識，必須要通過實驗的形式獲得．但是我們在學習物理知識或是觀察教師實驗過程時，難免會出現注意力不集中的問題，所以導致物理演示實驗缺乏理想的效果．為了解決這一問題，我們除了要集中注意力之外，更為重要的是通過其他的方式降低物理實驗的抽象性，加強與生活實際的結合，這是一個非常有效的方法．例如:我們在進行“靜電平衡導體內部電荷”相關實驗時，便可以運用生活中常見的物件進行實驗，比如易拉罐．或是在研究壓強相關知識時，也可以將生活中隨處可見的氣球作為實驗材料，無需實驗室、實驗器材等環節的限制，可以隨時隨地的研究物理知識．在這個過程中，我們運用一些生活中常見的廢棄材料進行實驗，也可以提高學習的積極性．

2．拓展思維，從不同角度看待物理認知

因為物理本身在知識邏輯性方面具有一定的優勢，所以在聽教師講課時難免會出現“溜號”這種問題，面對教師提出的問題，無法用更為開拓的思維進行思考，看待問題過于單一．為了解決這一問題，我們需要不斷拓展自身的思維，敢于提出質疑，在興趣的基礎上了解物理這一學科．例如:我們可以在解答一些問題時，嘗試用不同的角度回答，鍛煉自己思維的多樣性，并對自己提出的解答方案進行質疑，激發對問題的求知欲，從而提高物理學習的興趣，為順利的開展物理演示實驗奠定基礎．

3．建立模型，分析實驗操作流程

因為物理具有很強的實踐性和操作性，對于一些物理知識只能通過實驗的形式加以了解，加之教材中一些物理實驗的描述過于模糊，所以導致我能在學習時并沒能理解其真正的含義，面對這種問題，我們可以通過建立物理模型，分析實驗操作流程的形式，使實驗演示過程更為詳細．例如在進行“牛頓第二定律”相關實驗演示時，我們可以在實驗進行的過程中，用自己的語言對實驗的過程加以表述，或是在實驗結束之后，書寫一份詳細的實驗演示報告，將自己所做實驗以報告的形式上交給教師進行檢查．在這一過程中，我們不僅可以提升物理建模的能力，同時也加強了物理問題的分析能力與創新性．

4．加強物理實驗的想象力與創造力

我們在課堂中學習到的知識主要是應用于生活，正所謂“知行合一”，所以，為了能夠更好地體現物理演示實驗效果，我們還要全面突破思維的限制，加強物理實驗過程中的想象力與創造力，將一些物理原理應用于生活中，解答生活中的疑惑．例如:我們可以根據電學和光學的基本原理，自己動手制作音樂賀卡，這樣一來不僅鞏固了課堂中所學習到的物理知識，同時也以實踐的形式加以鞏固和運用，實現了理論與實踐兩者的統一，這不僅對提高我們物理實驗水平具有十分重要的作用，同時也使我們的學習興趣、思考能力得到了極大的提升．

高中階段的物理學科主要體現的是知識實踐性，所以想要獲得更為深刻的物理原理與知識，就必須付諸于“實驗”．本文從“牛頓運動定律”的演示實驗設計入手，對如何提升物理演示實驗效果的幾點措施進行了研究．通過文章中的研究發現，我們的學習興趣、基礎知識儲備以及思維等都是影響實驗效果的重要因素．只有不斷完善自我，擴大知識儲備量，提升物理操作水平，才能進一步實現綜合素質的不斷提升．

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1008－0333(2017)06－0075－01