一個(gè)富有創(chuàng)意的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

丁曉雯 王金瑞

(1.江西南昌市第三中學(xué)高中部,江西南昌 330077;2.江西省教育廳教學(xué)教材研究室,江西南昌 330046)

人民教育出版社物理學(xué)科選修1-1教材“圖5.2-1紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn),器材簡單,操作方便,能給學(xué)生一個(gè)具體的情景,對教學(xué)能起到較好效果,但也存在一些問題.筆者在為人民教育電子音像出版社拍攝“質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)”這節(jié)課時(shí),對個(gè)這實(shí)驗(yàn)作了一些改進(jìn),取得了很好的效果.

如圖1所示,小車架在兩根光滑的滑軌上,滑軌固定在在白板上,額定電壓為220 V,低速雙向同步電機(jī)一個(gè)固定在小車上,另一個(gè)固定在豎直白板上,重物用線與固定在小車上的甲電機(jī)連接,固定在豎直白板上的乙電機(jī)用線與小車相連.

圖1

實(shí)驗(yàn)時(shí)用節(jié)拍器控制時(shí)間,每隔相同時(shí)間記錄下重物的位置,實(shí)驗(yàn)過程如圖2所示.

圖2

由圖2可以粗略看出,甲電機(jī)單獨(dú)工作時(shí),重物在相同時(shí)間內(nèi)通過的豎直位移是相同的,同樣,乙電機(jī)單獨(dú)工作時(shí),重物在相同時(shí)間內(nèi)通過的水平位移也是相同的,說明重物在豎直方向和水平方向的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),但由于重物在兩個(gè)方向相同時(shí)間內(nèi)通過的位移大小不同,說明這兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的速度大小是不同的.當(dāng)甲、乙電機(jī)同時(shí)工作時(shí),重物在相同時(shí)間內(nèi)通過的斜向位移是相同的,說明重物的合運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),同時(shí)可以發(fā)現(xiàn),合速度大小與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度大小不同,重物的合位移與分位移的關(guān)系滿足矢量合成的法則.

實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)富有創(chuàng)意,表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):

(1)把玻璃管及其紅蠟塊改成了利用工廠的行車(起重機(jī))模型,一方面增大了可見度(圓玻璃管因反光對其內(nèi)部紅蠟塊的觀察會產(chǎn)生干擾),另一方面通過聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際的模型增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識.

(2)起重機(jī)豎直吊起物體以及行車水平運(yùn)動(dòng)都采用低速同步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),其速度穩(wěn)定性好,學(xué)生對兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是勻速運(yùn)動(dòng)可信度大,比用手水平移動(dòng)玻璃管更有說服力.

(3)實(shí)驗(yàn)可以控制重物在水平方向和豎直方向的獨(dú)立運(yùn)動(dòng),從而可以更好地說明兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的,互不干擾.