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物理實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)方案
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),而我們目前的物理教學(xué),基本上是停留在關(guān)于物理學(xué)的知識系統(tǒng)的歸納和理論體系的闡述上,就連物理實(shí)驗(yàn)本身的教學(xué),也是按教材的分析按部就班地進(jìn)行純理論的講解.其弊端是顯而易見的,如果考查的實(shí)驗(yàn)不是教材所限的實(shí)驗(yàn)?zāi)?
物理實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)方案1
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)的必要性
1996年上海高考第四(5)題要求測定陶瓷管上均勻電阻膜的厚度,就屬于設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn).
但由于題目給出了全部實(shí)驗(yàn)器材和所有相關(guān)量,使實(shí)驗(yàn)定位在電阻或電阻率的測定上,又大大降低了實(shí)驗(yàn)難度,只屬于局部設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn).
無論命題者出于何種考慮,設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)畢竟半遮半掩地出現(xiàn)了,這多少給教學(xué)工作者提了個(gè)醒.
1.
從小處著眼,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)
上海作為高考改革的試點(diǎn)城市,其成功的改革將為全國高考提供可能的改革方向,甚至一些新穎的題型和情境,都可能為全國高考所借鑒.
如1996年全國高考第21題就是從1995年上海高考第一(5)題脫胎而來的.
無疑上海高考關(guān)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查是又一個(gè)成功的改革舉措,極有在全國推廣的價(jià)值.
而物理《考試說明》中要求“會(huì)用在這些實(shí)驗(yàn)中學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法”,也為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查在全國的推廣提供了可能.
2.
從大處著眼,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)
著名核物理學(xué)家錢三強(qiáng)先生在為郭奕玲、沈慧君編著的《物理學(xué)史》所作的序中,曾嚴(yán)厲指出:“今天我們科學(xué)界有一個(gè)弱點(diǎn),這就是思想不很活潑,這也許跟大家過去受的教育有一定關(guān)系……”我們常常教育學(xué)生“應(yīng)該……”“必須……”;我們的考試題目常常不惜筆墨描述背景、附加條件,最后只有一個(gè)小小的空格“是……”.
這樣培養(yǎng)選拔出來的人才在學(xué)校是好學(xué)生,步入社會(huì)是好職員,大腦中只是機(jī)械地跳動(dòng)著兩個(gè)問題:“你要我做什么?你要我怎么做?”工作常常:“完成”的相當(dāng)漂亮,但思想僵化,毫無創(chuàng)見.
這正是我們的悲哀!長期以來的這種教育選拔模式,致使我們現(xiàn)在仍只能在很羞澀地提到幾個(gè)美籍華人時(shí)才有一種借來的榮光與自豪!
思想不活躍,是因?yàn)槲覀兘o了學(xué)生太多的“必須”的限制;思想僵化,是因?yàn)槲覀兞艚o學(xué)生太少的“可能”的余地.
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的教學(xué),正是活躍思想,培養(yǎng)能力的一種好方法,授以實(shí)驗(yàn)的基本方法,讓學(xué)生自己去考慮有哪些可能的做法,自己會(huì)怎么做.
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法
1.
明確目的,廣泛聯(lián)系
題目或課題要求測定什么物理量,或要求驗(yàn)證、探索什么規(guī)律,這是實(shí)驗(yàn)的目的,是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn).
實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_后,應(yīng)用所學(xué)知識,廣泛聯(lián)系,看看該物理量或物理規(guī)律在哪些內(nèi)容中出現(xiàn)過,與哪些物理現(xiàn)象有關(guān),與哪些物理量有直接的聯(lián)系.
對于測量型實(shí)驗(yàn),被測量通過什么規(guī)律需用哪些物理量來定量地表示;對于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中,怎樣的定量關(guān)系成立,才能達(dá)到驗(yàn)證規(guī)律的目的;對于探索型實(shí)驗(yàn),在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中,涉及哪些物理量……這些都是應(yīng)首先分析的.
舉例來說,要測定地球表面附近的重力加速度,我們就應(yīng)檢索:在所學(xué)知識范圍內(nèi),哪些內(nèi)容涉及到重力加速度,它與其他物理量有何定量關(guān)系,并一一羅列出來:
(1)在靜力學(xué)中,靜止物體對豎直懸繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫Υ笮【偷扔谥亓,即T=N=mg.
若T(或N)和m能測出,則重力加速度g可測定.
(2)在超重或失重(但不完全失重)系統(tǒng)中,F(xiàn)⊥-mg=±ma⊥.
若F⊥、a⊥和m可測出,則重力加速度g可測定.
(3)在運(yùn)動(dòng)學(xué)中,物體從光滑斜面上由靜止下滑,s=12gsinθt2.
若s、θ和t可測定,則重力加速度g也可測定.
(4)在運(yùn)動(dòng)學(xué)中,物體從粗糙斜面上由靜止下滑,s=12(gsinθ-μgcosθ)t2.
若s、θ、μ和t可測,則重力加速度g也可測定.
(5)自由落體運(yùn)動(dòng)中,h=12gt2.
若h和t可測出,則重力加速度g也可測定.
(6)用重力加速度測定儀測定.
(7)在平拋運(yùn)動(dòng)中,豎直方向在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移之差Δy=gt2.
若Δy和t可測,重力加速度g同樣可以測出.
(8)在斜拋運(yùn)動(dòng)中,水平射程可以表示為x=v02sin2θ/g.
若x、v0和θ可測出,則重力加速度g也可測出.
(9)單擺做簡諧振動(dòng)時(shí),其周期可以表示為T=2πl/g.
若T和l可測,則g可測.
(10)在焦耳測定熱功當(dāng)量的實(shí)驗(yàn)中,若能測出水的質(zhì)量和升高的溫度,算出水增加的內(nèi)能,再測出重物的質(zhì)量和下落的高度,同樣可測定重力加速度.
(11)帶電粒子在的勻強(qiáng)電場平行板電容器中平衡時(shí),mg=qU/d.
若U、d和帶電粒子的荷質(zhì)比(q/m)可測定,則g可測出.
(12)假設(shè)一物體在地球表面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),mg=GMm/R2,g=GM/R2.
2.選擇方案,簡便精確
對于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),都可能存在多條思路、多種方案.
教材中關(guān)于某個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的實(shí)驗(yàn)方案,也只是眾多方案中的一種,而且不一定是最好的一種,而只是較可行的一種.
那么在眾多實(shí)驗(yàn)方案中,我們應(yīng)如何選擇呢?一般來說,選擇實(shí)驗(yàn)方案主要有三條原則:
(1)簡便性原則即要求所選方案原理簡單、操作簡便,各量易測.
應(yīng)盡量避免實(shí)施那些原理復(fù)雜、操作繁瑣和被測量不易直接測量的實(shí)驗(yàn)方案.
(2)可行性原則實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠,不會(huì)對人身和器材造成危害;所需裝置和器材要易于置備,不能脫離實(shí)際,不能超出現(xiàn)有條件.
(3)精確性原則不同的實(shí)驗(yàn)方案,其實(shí)驗(yàn)原理、所用儀器以及實(shí)驗(yàn)重復(fù)性等方面所引入的誤差是不同的.
在選擇方案時(shí),應(yīng)對各種可能的方案進(jìn)行初步的誤差分析,盡可能選用精確度高的實(shí)驗(yàn)方案.
以上三原則通常要綜合考慮.
在前述方案中,方案(1)中常用的測力計(jì)誤差較大;(2)中F⊥和a⊥均不易測定;(3)中θ和t不易測定且難以保證斜面足夠光滑;(4)中θ、t和μ均不易測定;(5)中若用秒表計(jì)時(shí)人為因素較大,若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí),
紙帶受振針阻力與通常小物塊所受重力相比不能忽略;(6)中儀器先進(jìn)但一般中學(xué)沒有;(7)中若用閃光照像技術(shù)則是一種好方案,但設(shè)備和技術(shù)都達(dá)不到要求,
若用平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法誤差較大;(8)中θ和v0的測量難度較大;(9)中相對而言較切合中學(xué)實(shí)際;(10)中需測定的物理量多且很難采取絕熱措施;(11)中學(xué)階段不易測定荷質(zhì)比;(12)只是一個(gè)思想實(shí)驗(yàn),無法付諸實(shí)踐,但可估算,代入數(shù)據(jù)得g=9.
857m/s2,與標(biāo)準(zhǔn)值9.
81m/s2只相差4.
8?.
綜上所述,中學(xué)階段通常采用單擺法測定重力加速度.
3.
依據(jù)方案,選定器材
實(shí)驗(yàn)方案選定之后,考慮該方案需要哪些裝置,被測量與哪些物理量有直接的定量關(guān)系,這些物理量分別需用什么儀器來測定,從而確定整個(gè)實(shí)驗(yàn)需要哪些器材.
在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,是利用單擺裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的,故需鐵架臺、細(xì)線和擺球等來組裝單擺.
重力加速度可表示為g=4π2l/T2,周期需用秒表測定;擺長l是從懸點(diǎn)到擺球中心的距離,因此需用米尺和游標(biāo)卡尺分別測定擺線長度l和擺球直徑d.
從實(shí)驗(yàn)原理表達(dá)式可以看出,實(shí)驗(yàn)與擺球質(zhì)量無關(guān),故毋需使用天平.
當(dāng)然,從實(shí)驗(yàn)方便性和精確性角度考慮,還需對所選器材作進(jìn)一步要求,以期把系統(tǒng)誤差降到最小.
如上述器材中,擺線的伸縮性和質(zhì)量應(yīng)較小,擺球的質(zhì)量應(yīng)較大.
擺線伸縮性大,其長度會(huì)隨拉力變化而變化;擺球與擺線質(zhì)量相差越小,系統(tǒng)(擺線和擺球)質(zhì)心偏離擺球中心越遠(yuǎn),誤差就越大.
為了便于觀察,擺球振動(dòng)的路徑宜長,但又要確保單擺做簡諧振動(dòng),故擺線宜長些,常取1米左右.
4.
擬定步驟,合理有序
實(shí)驗(yàn)之前,要做到心中有數(shù):如何組裝器材,哪些量先測,哪些量后測,應(yīng)從正確操作和提高效率的角度擬定一個(gè)合理而有序的實(shí)驗(yàn)步驟.
對一些可直接測量的物理量,可先行測量;對需通過實(shí)驗(yàn)裝置才能測定的物理量,須先組裝器材,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察和測量.
在“利用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中.
原理表達(dá)式g=4π2l/T2中的l和T分別為單擺的擺長和單擺做簡諧振動(dòng)的周期.
因此應(yīng)先組裝單擺,再測定擺長,最后讓單擺做簡諧振動(dòng),測定周期T.
根據(jù)所測數(shù)據(jù)計(jì)算出重力加速度g的值.
至于過程細(xì)節(jié)不再贅述.
5.
數(shù)據(jù)處理,誤差分析
高考對此要求不高,但常用的數(shù)據(jù)處理和誤差分析的方法還是應(yīng)該掌握,在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)也應(yīng)予考慮.
三、建議
我們不能說全國高考對中學(xué)教學(xué)起一種指揮棒的作用,但也無法低估高考對中學(xué)教學(xué)的導(dǎo)向作用,正確認(rèn)識并充分利用這種導(dǎo)向作用,對改善中學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀是大有裨益的.
因此在高考命題上做點(diǎn)文章,使試題內(nèi)涵精些,外延寬些,少些“是什么”,多些“怎么樣”,思想自然活躍,花樣自然增多.
以1996年全國高考第15題為例,若把問題改為:“根據(jù)以上數(shù)據(jù),能否驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律?試用必要的文字和簡明的算式闡明你的觀點(diǎn).
”這樣一改,同樣可考查即時(shí)速度、ΔEP和ΔEK的計(jì)算,但為學(xué)生提供的可能性增多了.
為什么非得從“第一個(gè)點(diǎn)”開始考慮呢?見微知著,我們完全可以通過證明ΔEP(BC)與ΔEK(BC)相等來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,至少可說明BC過程機(jī)械能守恒.
總而言之,要改善中學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀,培養(yǎng)思想活躍、有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的跨世紀(jì)人才,即需中學(xué)教育工作者的切實(shí)努力,也需全國高考的積極正確導(dǎo)向.
物理實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)方案2
一、實(shí)驗(yàn)名稱:乒乓球在物理教學(xué)中的應(yīng)用
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路:
隨著新課程的改革,要改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念,通過全新的實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生的觀察能力,探究能力和創(chuàng)新意識。
這就要求我們充分利用身邊的物體,巧妙的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
基于此,我想到了可以把乒乓球運(yùn)用到我們物理實(shí)驗(yàn)中來,像為國爭光一樣為我們物理課堂增光添彩。
三、探究實(shí)驗(yàn):
探究實(shí)驗(yàn)一:球體直徑的測量
利用乒乓球,直尺,兩塊長方體木塊來測量乒乓球的直徑。
具體方法是:把乒乓球放在兩塊長方體木塊中間,直尺和長方體木塊垂直,記下兩木塊間的距離,并轉(zhuǎn)動(dòng)乒乓球的不同方向再測量幾次,求出平均值,這樣測得直徑較為準(zhǔn)確。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅能讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用刻度尺測量物體長度,還能讓學(xué)生學(xué)會(huì)測量其它球形物體直徑的方法,同時(shí)也提高了學(xué)生的興趣。
探究實(shí)驗(yàn)二:聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的
利用乒乓球粘上一根細(xì)線,讓掛在細(xì)線下的乒乓球接觸正在發(fā)聲的音叉,發(fā)生的音叉又會(huì)迅速把乒乓球彈開,但乒乓球在重力作用下又會(huì)回落,并再次與音叉接觸,發(fā)生的音叉又把乒乓球彈開。
該實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是能見度高,全班的每位同學(xué)都能清楚地觀察到實(shí)驗(yàn)的全過程。
同時(shí)實(shí)驗(yàn)的趣味性也比較強(qiáng),學(xué)生感覺新穎、奇特,能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。
探究實(shí)驗(yàn)三:氣體的熱脹冷縮
在講到溫度計(jì)的原理時(shí),需要介入熱脹冷縮的知識,盡管有的同學(xué)可能知道這一現(xiàn)象,但如果有一現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證,效果就更好了。
方法很簡單,將一踩癟的乒乓球,放在熱水里,里面的氣體由于溫度升高,體積膨脹,會(huì)使乒乓球復(fù)原。
證明了氣體的熱脹冷縮的特點(diǎn)。
探究實(shí)驗(yàn)四:物體具有慣性
在講到慣性時(shí),將乒乓球放在硬紙片上,用力打紙片,紙片飛出,乒乓球留在原處,是因?yàn)槠古仪蚓哂袘T性,原來是靜止的,還要保持原來靜止?fàn)顟B(tài),所以還會(huì)留在原處。
探究實(shí)驗(yàn)五:分離密度不同的物質(zhì)的方法
將乒乓球和玻璃球埋入裝有米的大燒杯中,搖晃燒杯,過一段時(shí)間,乒乓球從米中“跑”出來。
原因就是乒乓球的密度比米小,能上來,此規(guī)律能用于分離密度不同的物質(zhì)。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)簡單易做,現(xiàn)象明顯,還能引起學(xué)生的興趣。
探究實(shí)驗(yàn)六:證明大氣壓強(qiáng)的存在
在礦泉水瓶中裝滿水,用乒乓球蓋嚴(yán)瓶口,手按住乒乓球把瓶子倒過來,放開手后水不會(huì)流出來乒乓球也不會(huì)下落。
此實(shí)驗(yàn)說明了大氣壓強(qiáng)的存在,直觀形象、生動(dòng)有趣,比用任何語言描述效果都要好。
探究實(shí)驗(yàn)七:流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
在一漏斗下放一乒乓球,手放開,乒乓球由于重力的作用而下落,如果從上往下不斷的向下吹氣,可看到乒乓球不落下。
這一實(shí)驗(yàn)說明了流體流速越快的位置壓強(qiáng)越小,上部壓強(qiáng)小,下部壓強(qiáng)大,所以乒乓球不會(huì)落下。
另外還可以將乒乓球放在一燒杯中,對著燒杯口吹氣,會(huì)發(fā)現(xiàn)乒乓球從燒杯中跳起來,跳入另一燒杯中,此實(shí)驗(yàn)也充分證明了流體流速越快的位置壓強(qiáng)越小。
探究實(shí)驗(yàn)八:演示浮力的方向總是豎直向上的
學(xué)生對浮力的方向是向上的很容易理解,但對于總是豎直向上的理解有一定困難,為了突破這一難點(diǎn),我設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn):向燒杯中注水會(huì)發(fā)現(xiàn)沾有細(xì)線的乒乓球浮起,此時(shí)細(xì)線與水平面垂直,說明浮力方向是豎直向上的,當(dāng)我傾斜燒杯時(shí)細(xì)線仍然豎直,說明浮力方向總是豎直向上的。
探究實(shí)驗(yàn)九:浮力產(chǎn)生的原因
將一只塑料可樂瓶剪去底部(瓶頸的截面直徑略小于乒乓球的直徑)。
如圖甲把一只乒乓球放在瓶內(nèi),從上面倒入水,觀察到有少量水從乒乓球與瓶頸縫隙中流出,但乒乓球并不上浮,直到水倒?jié)M后,乒乓球還沉在水底并沒有浮起來,因?yàn)槠古仪蛳虏繘]有水,所以沒有受到水對其向上的壓力,只有水對乒乓球豎直向下的壓力,所以乒乓球始終沉在水底。
如乙圖當(dāng)用手指堵住瓶頸的出水口,使水慢慢流下并注滿玻璃管后,由于乒乓球的下部有了水,所以受到了向上的浮力,由于乒乓球所受浮力大于其自身重力,所以乒乓球上浮。
該實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是簡單、醒目、趣味性強(qiáng)。
探究實(shí)驗(yàn)十:機(jī)械能的轉(zhuǎn)化
1、把乒乓球系上細(xì)線做成單擺,分析運(yùn)動(dòng)過程中的能量轉(zhuǎn)化。
勢能→動(dòng)能→勢能
2、將乒乓球從一定高度自由下落,乒乓球下落與地面撞擊又被彈起。
整個(gè)過程中乒乓球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為彈性勢能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為重力勢能……觀察分析動(dòng)能與勢能之間的轉(zhuǎn)換。
探究實(shí)驗(yàn)十一:電荷間的相互作用
將兩個(gè)乒乓球用細(xì)線懸掛起來,用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸,它們會(huì)被吸引,說明帶電體能吸引輕小物體,再用毛皮摩擦過的橡膠棒同時(shí)接觸兩個(gè)乒乓球,使兩個(gè)乒乓球帶上同種電荷,仔細(xì)觀察它們在同種電荷情況下的運(yùn)動(dòng)情況,得出結(jié)論。
乒乓球的這些實(shí)驗(yàn)看著簡單,卻給物理教學(xué)增添了許多生機(jī)與活力。
只要我們能留心觀察加以應(yīng)用,就能培養(yǎng)初中學(xué)生對物理學(xué)的感性認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生課后小制作、小發(fā)明。
通過觀察、測量、分析、綜合、歸納和演繹等,增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手和動(dòng)腦能力,提高他們的創(chuàng)新能力、培養(yǎng)他們創(chuàng)新意識。
物理實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)方案3
一、實(shí)驗(yàn)名稱:測量紙片下落的速度
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路:
實(shí)驗(yàn)“測量紙片下落的速度”所提供的實(shí)驗(yàn)器材有卷尺、秒表、紙片,但是采用這些實(shí)驗(yàn)器材總是發(fā)現(xiàn)紙片在下落的過程中忽左忽右的飄,
下落的路線不是直的,容易碰到課桌或其它的物體而改變路線。我就想找一種東西來代替它,起初想用氣球,但發(fā)現(xiàn)更難控制路線,而且氣球太大,
放在實(shí)驗(yàn)桌上會(huì)引起學(xué)生的無意注意。后來想這種東西應(yīng)該還是用紙來做,因?yàn)槿绻捎描F球等密度較大的東西做實(shí)驗(yàn)的話,由于下落的時(shí)間太短無法測量下落時(shí)間,
或者是測量出來的時(shí)間誤差太大。最后和同學(xué)們一起討論想到用小時(shí)候玩過的三個(gè)紙條組成的“紙錐”來替代原來的紙片。而且下落的時(shí)間可以通過秒表測出(由于實(shí)驗(yàn)室沒有足夠多的卷尺,可以利用人的身高這個(gè)已知條件,此時(shí)下落的時(shí)間大約是1.2秒)。
三、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
學(xué)會(huì)測量運(yùn)動(dòng)物體的速度。
四、實(shí)驗(yàn)所涉及的科學(xué)道理:
測量紙片(改成“紙錐”)下落的速度這個(gè)實(shí)驗(yàn)利用的實(shí)驗(yàn)原理是速度公式。把紙片改成“紙錐”,主要考慮它在下落時(shí)由于下部的形狀不同,空氣的流速也不相同,
根據(jù)“在流體中,流速越大的地方壓強(qiáng)越小”(伯努利原理),會(huì)產(chǎn)生壓力差,導(dǎo)致“紙錐”下落時(shí)會(huì)順時(shí)針或者逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(具體旋轉(zhuǎn)的方向是由安裝時(shí)的順序決定的)。
五、實(shí)驗(yàn)操作步驟:
(1)實(shí)驗(yàn)前要測量出同學(xué)的身高,作為“紙錐”下落的高度s,記錄在實(shí)驗(yàn)表格。
(2)一位同學(xué)把30~50厘米長的刻度尺平放在自己的頭頂,另一個(gè)同學(xué)按照這樣的高度自由釋放“紙錐”,同時(shí)開始記時(shí),記下“紙錐”落地時(shí)所用的時(shí)間t,記錄在實(shí)驗(yàn)表格。
(3)重復(fù)上述步驟兩次。
(4)根據(jù)速度公式計(jì)算出“紙錐”三次下落的速度,并計(jì)算出平均值。
六、實(shí)驗(yàn)裝置或照片:
學(xué)生可以自制“紙錐”(剪三個(gè)完全相同的左右的紙條,把每個(gè)紙條對折一次,然后連環(huán)套在一起,如圖1所示,把三個(gè)“腳”向外抽緊,如圖2所示)
七、實(shí)驗(yàn)所用器材:
“紙錐”一個(gè),30~50厘米長的刻度尺一把,秒表一只。
八、實(shí)驗(yàn)效果以及其他需要說明的問題:
實(shí)驗(yàn)效果:2005年12月14日前后在南京樹人國際學(xué)校初二十二個(gè)班級中施教效果很好,解決了原來所用紙片下落不穩(wěn)、路線不是直線,路程無法測量的缺點(diǎn),而且實(shí)驗(yàn)器材制作方便、成本低廉、操作簡單、學(xué)生感興趣。
后來在鼓樓區(qū)其他學(xué)校初二物理教學(xué)中得到進(jìn)一步的檢驗(yàn),各位同行一致反應(yīng)較好。具有較大的推廣使用價(jià)值。
說明:在制作“紙錐”時(shí)需要用硬度不要太大、密度較小的紙張,學(xué)生課堂練習(xí)紙最佳?梢赃x擇高個(gè)子同學(xué)的身高作為“紙錐”的下落高度,這樣可以增加下落時(shí)間,減小時(shí)間測量上的誤差,
但是會(huì)導(dǎo)致矮個(gè)子同學(xué)很難判斷刻度尺是不是水平的;用矮個(gè)子同學(xué)身高作為“紙錐”下落的高度,可以最大程度的使刻度尺保持水平,但是會(huì)使下落時(shí)間變短,這樣測量的高度準(zhǔn)確了,
但是下落時(shí)間的測量誤差會(huì)增大。這樣的分析過程可以通過學(xué)生的討論完成。
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