初中物理“力的作用是相互的”創新實驗設計

■孫九林

初中物理“力的作用是相互的”創新實驗設計

■孫九林

一、教材中的實驗設計

蘇科版八年級《物理》第八章第四節的內容是“力的作用是相互的”，教材中安排了3個實驗：用手指按壓鉛筆尖；兩位同學穿著旱冰鞋，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個實驗力圖說明：彈力的作用是相互的，進而得出力的作用是相互的這個結論。筆者認為，僅通過這3個實驗就得出物體間力的作用是相互的有些缺乏說服力，并不能使學生信服。例如，物體間摩擦力的作用是不是相互的呢？液體間力的作用是不是相互的？氣體間力的作用是不是相互的？

二、創新實驗設計

1.彈力的作用是相互的。

（1）固體間彈力的作用是相互的。

實驗a（通過播放視頻或現場演示）：讓一位學生穿旱冰鞋推墻，觀察發生的現象。也可以使用教材中的設計，讓穿旱冰鞋的兩位同學互推對方。這兩個實驗可以讓學生體驗固體間彈力作用的特點。

實驗b：運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）。

圖1

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）氣體間彈力的作用是相互的。

實驗a：充氣氣球松手后，氣球向前運動，如圖3所示。

圖3

實驗b：播放噴氣式飛機飛行、火箭升空等視頻，如圖4所示。

實驗c：用電風扇吹動空氣。如圖5所示，將一只微風吊扇掛在彈簧測力計下，電扇靜止時，讀出測力計示數為F1，閉合開關，待電扇轉動穩定后，讀出測力計示數為F2，比較F1、F2的大小，結果發現F2＜F1。

（3）液體間彈力的作用是相互的。

實驗：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。

圖4

圖5

圖6

圖7

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。

實驗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，由此得出結論。

圖8

圖9

圖10

實驗b：長木板上運動的小汽車。

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動，如圖10所示。在小汽車向右運動的過程中，觀察到硬紙板向后退，從而說明物體間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驗來說明引力的作用是相互的。

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

圖11

搖動起電機的手柄，讓起電機產生的電荷通過細銅絲傳到兩個小鐵球上。觀察搖動手柄過程中兩小球的運動情況，結果發現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。

創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達不竭的動力。在初中物理教學過程中，一些物理實驗的創新設計，對培養學生的創新意識，加深學生對所學知識的理解和運用，加強學生良好科學素養尤其是實踐創新素養的形成有一定的積極作用。

（作者為江蘇省南京市人民中學教師）