探索初中物理實驗的開放性試題

張宏偉

摘? 要：開放性實驗題，也是一個綜合應用題。要求學生靈活運用物理知識從不同角度去考慮解決實際問題，思路越開闊，解決問題的方法越多，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，體現(xiàn)素質(zhì)教育的要求。希望讀者們大膽研究、探索、創(chuàng)新。

關鍵詞：開放性;開放性試題;條件開放

物理是一門以實驗為基礎的學科，考查學生的實驗技能是考試的一個重要內(nèi)容。隨著教育改革的深入，教學的重點已從教學生學會物理知識，向著培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，讓學生學會學習等方面轉(zhuǎn)移。教育部《中考指導意見》明確指出：“理科在試卷中適當增加開放性試題，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，初步體現(xiàn)素質(zhì)教育的要求。”近幾年來，各省市的中考實驗試題中，出現(xiàn)了不少條件開放、形式開放或讓學生從不同角度設計實驗等類型題目，以此來考查學生理論聯(lián)系實際，靈活應變的能力。下面列舉兩例初中物理實驗具有開放性試題的例子供大家參考。

例一：可供選擇的儀器有：天平、彈簧秤、量筒、燒杯、刻度尺、均勻長柱體（密度較小）、已知密度（較大）的物塊、U型管和水。利用上述器材，你能設計出幾種測量液體密度的方法？

【解析】這是一個條件開放性實驗題，思路方法不同，選擇的器材也不同。下面簡要介紹幾種不同的測量方法。

【方法1】利用天平、量筒測液體的密度。

先用天平測出量筒的質(zhì)量m 0;在量筒內(nèi)裝入被測液體并測出其體積V;再用天平測出液體和量筒的總質(zhì)量m 1.

【方法2】利用天平、燒杯、刻度尺和水測液體的密度。

用天平測出燒杯的質(zhì)量m0，往燒杯中裝入適量的水，用天平測出水和杯的總質(zhì)量m1;并用刻度尺測出水的深度h1，把被測液體倒入已倒掉水的燒杯中，并使液體和杯的總質(zhì)量仍為m1，用刻度尺測出被測液體的深度h2。根據(jù)水的質(zhì)量和被測液體的質(zhì)量相同，由密度的定義可知

【方法3】利用彈簧秤、已知密度的物塊測液體的密度。

用彈簧秤測出密度為物 的物塊在空氣中的重力G0，用彈簧秤測出將已知密度的物塊浸沒于被測液體中的重力G，即可求出被測液體對物體的浮力

【方法4】利用彈簧秤、已知密度的物塊和水測液體的密度。

用彈簧秤測出物塊在空氣中的重力G0，用彈簧秤分別測出物塊浸沒在水中及浸沒在被測液體中時的重力G1，G2。

因為全浸Ⅴ排=Ⅴ物

例二：給你一只量筒、一架天平、一枚針、一只彈簧秤、一個銅塊、幾根細線和水，要求測出一個小木塊的密度，你能設計出幾種方案？

【解析】本題也是一個開放性實驗題，方法不同，選擇的器材也不同，下面簡單介紹幾種測量方法。

【方法1】用一只量筒、一枚針和水測小木塊的密度。具體測量步驟如下：

（1）將適量的水注人量筒，如圖甲所示，記下水面刻度V0;

（2）將木塊放入量筒，如圖乙所示，木塊漂浮在水面上，記下水面的刻度V1，求出木塊排開水的體積，V排 = V1 - V0;

（3）用針尖將木塊按入水中，如圖丙所示，記下水面刻度V2，求出木塊的體積，V木 = V2 - V0;

（4）求出木塊的密度。

由圖乙可知：當木塊漂浮在水面上，根據(jù)漂浮條件F浮 = G木

因為F浮 =水gV排? ? ? ? G木 =水gV木

所以木gV木? =水gV排? ? ?也即木（V2-V0）=水（V1 - V0）

被測木塊的密度木 =水。

【方法2】利用天平、量筒、針和水測小木塊的密度。具體測量步驟如下：

（1）用天平測出小木塊的質(zhì)量m;

（2）向量筒中注入適量的水，記下此時水面的刻度V0;

（3）用針尖將小木塊壓入量筒的水中（全部浸入），記下此時水面的刻度V1，求出木塊的體積V = V1- V0;

【方法3】利用彈簧秤、量筒、細線、針和水測小木塊的密度。具體測量步驟如下：

（1）用彈簧秤測出小木塊（用細線系好）的重力G，其質(zhì)量為m =;

（2）向量筒中注入水，記下水面的刻度V0;

（3）用針把小木塊壓入水中（全部浸入），記下此時水面的刻度V1，求出小木塊的體積為V = V1- V0;

例一、例二均為開放性實驗題，也是一個綜合應用題。要求靈活運用物理知識從不同角度去考慮進行解決實際問題，思路越開闊解決問題的方法越多，應該大膽研究、探索、創(chuàng)新。

參考文獻：

中學物理習題集（自編）