“力的合成”演示实验的改进

2012年第6期物理通报物理实验教学物理实验“力的合成”演示实验的改进教学.严慧洁陈晓霞(无锡市第三高级中学江苏 无锡214028)(收稿日期:2011-11-14)摘要:针对传统“力 的合成和分解演示仪”的主要利弊,设计了更适合课堂的演示实验,其特点是将学生实验搬上黑板,增加实验的可信度和学生的参与度,使学生对合力和分力的等效概念理解更为深刻.关键词:演示实验力的合 成平行四边形定则力的合成实验是高中物理力学部分的一个重的情况进行演示.要演示实验,是学生在学习过程中第一次接触到矢以上两大弊端导致实验无法随意改变力的大小量运算法则,所以演示实验的关键应在于如何让学和方向,使学生对平行四边形定则成立的普遍性有生在观察中切身体会到其中不一样的运算法则,在很大质疑;甚至有学生会认为实验结果都是巧合,实体验的基础上师生共同得出力的平行四边形定则，验说服力大大降低.还有一些学生甚至课后反映觉而不是直接将平行四边形定则当作结论传授或者验得实验过程太快,还没思考明白实验演示就结束了，证.在实际教学中笔者也进行了各种演示方法研究.最终只是强行将平行四边形定则记忆而已.演示方法一:利用力的合成和分解的演示仪多次实验之后笔者认为这种演示方法虽然方便(图1).快捷,但实际学生对知识的理解程度大打折扣,所以之后改换了实验方法.演示方法二:将学生实验搬上黑板. .学生在进行教材中的“验证力的平行四边形定则”的分组实验中,效果是比较好的,而且也没有演示仪的弊端,但该实验为水平面上进行,在课堂演示不利于学生观察,所以实际教学中在竖直平面黑板平面内进行演示,并且稍作改变,变“验证”为“探究" ,具体步骤如下.图1(1)如图2所示,在黑板上方紧靠上边缘适当位这种演示仪学校-般都会配备,使用方便,实验置钉上小铁钉，小铁钉上系一适当长度的细线，下速度快效率高.所以也为大多数教师所采用,但是方系上橡皮条，橡皮条另一端再系上两个细绳套.该实验装置有两大弊端.(1)力的取值不能连续变化| 黑板小铁钉实验中采取钩码施力的方式，所挂钩码总重力~橡皮条.细绳套的值不能连续变化，这使得橡皮条每次所受拉力的值也不能连续变化.中国煤化工(2)弹簧测力计处于固定的竖直状态，且为了MTHCNMHG读取两分力张角大小，细线结点必须在演示仪圆盘的圆心位置,这就使得教师只能预先设计一些特殊.图22012年第6期物理通报物理实验教学(2)请两位学生上讲台用两只弹簧测力计分别于是笔者再次对该演示方法进行了小的改进，勾住两只细绳套，沿黑板平面互成角度地拉橡皮在超市里买两个带吸盘的挂物钩(如图3),要挑选条，使橡皮条与细绳套的结点到达某任意恰当位置钩子是不锈钢材质的,这样钩子部分的摩擦力比较O点,由教师在黑板上用粉笔记下O点位置和拉力小,不会造成太大误差.在原实验的细绳套上栓两条Fi,F2的大小、方向.该步骤中- - 定要注意,要求两细线,挂在吸盘钩上,弹簧测力计下方可以悬挂重物位学生在拉住弹簧测力计的过程中不得随意改变,施力，比如沙桶等(如图4),改变沙桶质量就可以改防止教师记录数据过程中力的大小、方向发生改变.变力的大小,改变吸盘钩的位置就可以改变力的方(3)学生根据合力的定义思考如何得到F,Fr向.这样改进之后教师就可以从容地记录数据了,虽的合力.然少了学生参与,但是学生观察得更清楚.黑板上方(4)请另一位学生只用一只弹簧测力计钩住一如果不方便钉小铁钉也可以用一个吸盘钩吸附在黑只细绳套沿黑板平面拉橡皮条，使结点再次达到同板上代替. .-0点位置,教师记下F的大小、方向.(5)再请-位学生,选取恰当标度,在黑板上按所记录的F,F2,F的大小、方向作出F,F2,F的力的图示.(6)学生观察并讨论F,F2,F之间的可能关图系，(7)以F,F2为邻边作平行四边形,再作出这小铁钉组邻边之间的对角线F' ,观察F与F'之间的关系.细绳橡皮条(8)改变F,Fr大小、方向,改变0点位置,重复上述步骤反复实验.吸盘钩^(9)师生共同得出结论:如果用表示两个共点力F,F2的线段为邻边作平行四边形,则合力F的大小、方向可以用这两个邻边之间的对角线表示出弹簧测力计来，一沙桶- 日采取这种演示方法的好处:(1)实验中各力大小可取连续值,各力方向可任意变化,使平行四边行定则的得出更具普遍性,促实际进行教学之后发现,采用这种实验方法,演进了学生对概念的正确理解和掌握.示效果非常好,虽然演示时间长了,但每一步都可以(2)师生互动，边实验边思考,课堂气氛活跃，让学生参与观察并思考,逐步由他们推导出平行四虽实验时间长了,但学生对概念的理解更深刻了.边形定则,并且对合力和分力的“等效”概念也有比当然在多次教学中,笔者发现该方法也有一定.较深刻的理解.弊端即让学生协助实验虽然能增加互动,但参与实实践证明,演示实验的仪器并不是越高级越精验的学生容易遮挡住教室中大部分学生的视线,特密越好,有些生活中的小玩意儿也能巧妙用到物理别是在步骤(2)中.并且实验中教师在记录数据的课堂中.另外演示实验的目的在于如何通过实验与一段时间内,学生手中的弹簧测力计不能很好地保观察让学生更中国煤化工好的教学效持固定不动,从而导致了实验误差较大.但是没有学果,而不是为MYHCNMHG他不代表教学生的协助,教师一人既拉住弹簧测力计同时又要记就成功了,如何发挥课堂演示实验最有效的教学效录数据,无法完成实验.果才是教师平时应该多思考的.