李維兵

(南通高等師范學(xué)校 江蘇 南通 226100)(江蘇師范大學(xué) 江蘇 徐州 221116)

題目：為測定物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置．木板的傾角為45°，彈簧的一端固定在木板上，另一端位于木板上的B點(diǎn)．物塊在木板上A點(diǎn)靜止釋放后沿木板滑下，壓縮彈簧運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)后被彈回，上滑至D點(diǎn)時(shí)速度為零．測得AB間的距離為x1，BC間的距離為x2，BD間的距離為x3，實(shí)驗(yàn)中的彈簧可視為輕質(zhì)彈簧．

(1)請畫出物塊從A下滑到B過程中的受力示意圖；

(2)試比較物塊在上述過程中剛接觸與剛離開彈簧時(shí)動(dòng)能的大小，并簡要說明理由；

(3)若某次實(shí)驗(yàn)測得x1=40 cm，x2=5 cm，

x3=25 cm，求物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)．

圖1

1 對(duì)該題的科學(xué)性的反思

本題以測定物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為背景，以新穎為前提，能力立意為主，設(shè)計(jì)了探究性問題，充分體現(xiàn)了學(xué)業(yè)水平測試的三維目標(biāo)，考查了學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)原理的分析和運(yùn)用物理方法處理具體問題的的能力．應(yīng)該說實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)新穎，考查學(xué)生探究能力，出發(fā)點(diǎn)是很好的．但是筆者仔細(xì)看到題目后，發(fā)現(xiàn)該題取材于實(shí)驗(yàn)，筆者親自走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，按照命題者提供的實(shí)驗(yàn)裝置，去嘗試完成該實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)C位置和D位置根本無法準(zhǔn)確地找到，導(dǎo)致BC間的距離x2，BD間的距離x3的誤差很大．由此筆者就思考一個(gè)問題，在搞新意的同時(shí)，要不要也要考慮符合實(shí)際？

反思1：雖然該題不是所謂的實(shí)驗(yàn)題，沒有考查學(xué)生的操作步驟，只是利用物理規(guī)律對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的分析計(jì)算，而是一道計(jì)算題，但所取材來源于實(shí)驗(yàn)，那么題目中對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的敘述也應(yīng)該符合實(shí)際.

反思2：實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)，考試要有導(dǎo)向，這類題目的出現(xiàn)，將不利于引導(dǎo)教師教學(xué)中重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，重視讓學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)，而是講解實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)題的考查不僅僅是數(shù)據(jù)的處理和分析，還要通過考查一些實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，把沒有做過實(shí)驗(yàn)的和做過實(shí)驗(yàn)的學(xué)生盡量區(qū)分開來，從而達(dá)到考查學(xué)生的操作能力．雖然是紙筆考試，但是也要努力實(shí)現(xiàn)這一意圖．故我們現(xiàn)在不少的試卷中都考查學(xué)生操作層面的內(nèi)容、注意點(diǎn)等．

因此，筆者認(rèn)為不僅僅是實(shí)驗(yàn)題，任何類型的考題，都要符合實(shí)際．

2 對(duì)該題的改進(jìn)

通過上面分析，不難看出，取材很好，就是不符合實(shí)際，筆者思考后發(fā)現(xiàn)，可以做如下改進(jìn)．

2.1 改成計(jì)算題

將“為測定物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．”這段去掉，不要以實(shí)驗(yàn)的情景出現(xiàn)，這是一道很好的計(jì)算題．同樣體現(xiàn)出該題的考查功能，請看下面的例1．

【例1】如圖1所示,木板的傾角為45°，彈簧的一端固定在木板上，另一端位于木板上的B點(diǎn)．物塊在木板上A點(diǎn)靜止釋放后沿木板滑下，壓縮彈簧運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)后被彈回，上滑至D點(diǎn)時(shí)速度為零．已知AB間的距離為x1，BC間的距離為x2，BD間的距離為x3，彈簧可視為輕質(zhì)彈簧．

(1)請畫出物塊從A下滑到B過程中的受力示意圖；

(2)試比較物塊在上述過程中剛接觸與剛離開彈簧時(shí)動(dòng)能的大小，并簡要說明理由；

(3)若x1=40 cm，x2=5 cm，x3=25 cm，求物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)．

點(diǎn)評(píng)：這樣改進(jìn)后，應(yīng)該說難度、考查功能沒有改變，仍然是一道計(jì)算題．只是在情景上更加符合實(shí)際，不存在科學(xué)性的問題．

2.2 改成實(shí)驗(yàn)題

將該題設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)題，在運(yùn)動(dòng)過程中安裝兩個(gè)光電門，測得兩個(gè)光電門之間的長度為L,根據(jù)實(shí)驗(yàn)中記錄的通過每一個(gè)光電門的時(shí)間,計(jì)算出通過兩光電門的瞬時(shí)速度,再根據(jù)動(dòng)能定理,可以得出物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，見下面的例2．

圖2

【例2】為測定物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置．木板的傾角為45°．在B，C兩位置安裝兩個(gè)光電門如圖3所示，物塊在木板上A點(diǎn)靜止釋放后沿木板滑下．用刻度尺測得兩光電門BC間的距離為L，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10 m/s2.

圖3 測定動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置圖

(1) 用20分度的游標(biāo)卡尺測出擋光條的寬度l，根據(jù)圖4可知l的讀數(shù)______cm．

圖4 游標(biāo)卡尺

(2)物塊在運(yùn)動(dòng)過程中，讀出物塊分別通過光電門B和光電門C時(shí)的擋光時(shí)間Δt1和Δt2．則寫出通過B點(diǎn)的速度vB=______; 通過C點(diǎn)的速度vC=______(用字母表示)．

(3)寫出物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ=______(用字母表示)．

點(diǎn)評(píng)：將該題設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)題，同樣是一道設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)題，很新穎，能夠達(dá)到學(xué)業(yè)水平測試對(duì)學(xué)生的能力要求，同樣達(dá)到考查的功能．

綜上所述，筆者認(rèn)為，物理試題不管以什么樣的類型出現(xiàn)，科學(xué)性是前提．絕對(duì)不能違逆科學(xué)性原則，憑空臆想，憑空想象，而應(yīng)依據(jù)相關(guān)科學(xué)原理進(jìn)行實(shí)際研制，并經(jīng)過實(shí)際檢驗(yàn)．實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)．但如果試題的科學(xué)性出了問題，就會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生長期潛伏的隱性誤導(dǎo)，使得他們對(duì)物理學(xué)知識(shí)體系的自洽性、互恰性、嚴(yán)密性、和諧性產(chǎn)生懷疑，從而削弱甚至毀滅他們的科學(xué)信仰，最終的教學(xué)效果和效益就適得其反、南轅北轍、事與愿違了．

總之，物理試題不符合實(shí)際的題目，哪怕再新穎，也不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)，應(yīng)該引起我們的關(guān)注和深思.