初中物理“力的作用是相互的”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

一、教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

蘇科版八年級《物理》第八章第四節(jié)的內(nèi)容是“力的作用是相互的”，教材中安排了3個實(shí)驗(yàn)：用手指按壓鉛筆尖；兩位同學(xué)穿著旱冰鞋，互推對方；讓分別綁有磁鐵和鐵塊的兩輛小車互相靠近。通過這3個實(shí)驗(yàn)力圖說明：彈力的作用是相互的，進(jìn)而得出力的作用是相互的這個結(jié)論。筆者認(rèn)為，僅通過這3個實(shí)驗(yàn)就得出物體間力的作用是相互的有些缺乏說服力，并不能使學(xué)生信服。例如，物體問摩擦力的作用是不是相互的呢？液體問力的作用是不是相互的？氣體間力的作用是不是相互的？

二、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.彈力的作用是相互的。

（1）固體問彈力的作用是相互的。

實(shí)驗(yàn)a（通過播放視頻或現(xiàn)場演示）：讓一位學(xué)生穿旱冰鞋推墻，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。也可以使用教材中的設(shè)計(jì)，讓穿旱冰鞋的兩位同學(xué)互推對方。這兩個實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生體驗(yàn)固體間彈力作用的特點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)b：運(yùn)用拉力傳感器說明力的作用是相互的。將圖1所示的拉力傳感器的探頭與電腦相連，在兩邊拉環(huán)上分別施加向左和向右的拉力，觀察并記錄電腦顯示的兩個拉力值的變化圖像（如圖2）。

分析圖像可知，物體間拉力的作用是相互的，且相互作用的兩個拉力大小相等，方向相反。

（2）氣體問彈力的作用是相互的。

實(shí)驗(yàn)a：充氣氣球松手后，氣球向前運(yùn)動，如圖3所示。

實(shí)驗(yàn)b：播放噴氣式飛機(jī)飛行、火箭升空等視頻，如圖4所示。

實(shí)驗(yàn)c：用電風(fēng)扇吹動空氣。如圖5所示，將一只微風(fēng)吊扇掛在彈簧測力計(jì)下，電扇靜止時，讀出測力計(jì)示數(shù)為F₁，閉合開關(guān)，待電扇轉(zhuǎn)動穩(wěn)定后，讀出測力計(jì)示數(shù)為F₂，比較F₁、F₂的大小，結(jié)果發(fā)現(xiàn)F₂<1。

（3）液體間彈力的作用是相互的。

實(shí)驗(yàn)：用泡沫板做成一個帶有水艙的小船，在船底水艙的兩端分別接上注射器和一個出水管，如圖6所示。通過注射器在水艙中注滿水，小船漂浮在水槽中，如圖7所示。

推動注射器的活塞將水艙中的水通過出水孔向外排出，在排水過程中將看到泡沫船向后退去，說明液體間力的作用是相互的。

2.摩擦力的作用是相互的。

實(shí)驗(yàn)a：將兩把刷子互壓并推動。

如圖8所示，將兩把毛刷的刷毛正對著互相擠壓到一起。保持下面的毛刷不動，將上面的毛刷向右推動，觀察上下兩把毛刷的刷毛的倒向，由此得出結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)b：長木板上運(yùn)動的小汽車。

取一只玩具遙控小汽車，如圖9所示。在水平桌面上并排鋪上4支圓柱形鉛筆，并將一塊平整的硬紙板放于鉛筆上。將玩具遙控小汽車靜止放在水平硬紙板上，按動小汽車的遙控按鈕，讓小汽車在硬紙板上向右運(yùn)動，如圖10所示。在小汽車向右運(yùn)動的過程中，觀察到硬紙板向后退，從而說明物體問摩擦力的作用是相互的。

3.引力的作用是相互的。

教材中通過兩個綁有磁鐵和鐵塊的小車互相靠近來說明引力的作用是相互的。除此之外，還可以通過下面的實(shí)驗(yàn)來說明引力的作用是相互的。

將兩只小鋼球通過細(xì)銅絲分別懸掛在起電機(jī)的兩根起電桿上，并使兩小球相距約3cm的距離，如圖11所示。

搖動起電機(jī)的手柄，讓起電機(jī)產(chǎn)生的電荷通過細(xì)銅絲傳到兩個小鐵球上。觀察搖動手柄過程中兩小球的運(yùn)動情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩小球由于帶上異種電荷互相吸引、靠近，從而說明引力的作用是相互的。

創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達(dá)不竭的動力。在初中物理教學(xué)過程中，一些物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解和運(yùn)用，加強(qiáng)學(xué)生良好科學(xué)素養(yǎng)尤其是實(shí)踐創(chuàng)新素養(yǎng)的形成有一定的積極作用。