何美玲　金海峰

摘 要：勻速直線運(yùn)動(dòng)是初中科學(xué)需要重點(diǎn)研究的主要運(yùn)動(dòng)形式.然而，由于其運(yùn)動(dòng)模型的理想化，使演示實(shí)驗(yàn)的完成和探究活動(dòng)的開(kāi)展都很難進(jìn)行，更不用說(shuō)讓學(xué)生開(kāi)展課外小實(shí)驗(yàn)了.其實(shí)只要讓學(xué)生能設(shè)計(jì)并開(kāi)展勻速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)就能達(dá)到很好的效果.

關(guān)鍵詞：圖片;勻速直線運(yùn)動(dòng);實(shí)驗(yàn)

文章編號(hào)：1008-4134（2019）14-0023中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

勻速直線運(yùn)動(dòng)是浙教版《科學(xué)》教材（下文簡(jiǎn)稱教材）七年級(jí)下冊(cè)第二章第一節(jié)“運(yùn)動(dòng)和力”重點(diǎn)研究的運(yùn)動(dòng)形式.對(duì)速度的教學(xué)、運(yùn)動(dòng)和力的分析過(guò)程也有很重要的作用.教材中是讓學(xué)生通過(guò)對(duì)比圖片獲得勻速直線運(yùn)動(dòng)的感受.如圖1所示.

教材的處理存在以下幾點(diǎn)不足：一是圖片不夠直觀.與單一的圖文信息相比，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更具真實(shí)感，也更容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情.手、眼、腦并用的多緯度體驗(yàn)也更能使學(xué)生注意力專注于對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)與探索.二是根據(jù)平時(shí)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，無(wú)論是拉小車還是物體滾動(dòng)均很難做到勻速直線運(yùn)動(dòng).拉小車時(shí)由于人的原因，很難使拉力一直等于摩擦力，所以小車不能保持勻速直線運(yùn)動(dòng).小車在斜面上以勻速直線運(yùn)動(dòng)滑下，需要特定的條件，即斜面傾角θ和摩擦系數(shù)μ需滿足tgθ=μ.而對(duì)初二學(xué)生是不可能講清這一條件的，即使用“適當(dāng)?shù)剡x擇斜面傾角”也是學(xué)生所不能理解的.為了更直觀地將物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)展示出來(lái)，使學(xué)生能很好地感受勻速直線運(yùn)動(dòng)，建構(gòu)勻速直線運(yùn)動(dòng)的概念，急需一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置.勻速直線運(yùn)動(dòng)的教學(xué)裝置到目前為止有過(guò)很多，用的比較多的是氣泡在充水玻璃管中的運(yùn)動(dòng)，筆者進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)氣泡的運(yùn)動(dòng)并不是勻速直線運(yùn)動(dòng).在小學(xué)的學(xué)習(xí)中，同學(xué)們學(xué)過(guò)把水滴到油里水會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，會(huì)做怎樣的向下運(yùn)動(dòng)呢？對(duì)此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行視頻拍攝和分析，設(shè)計(jì)了勻速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置.下面結(jié)合自己的實(shí)踐，談?wù)剬?shí)驗(yàn)研究過(guò)程中的一些做法和思考.

1 簡(jiǎn)易取材，創(chuàng)建真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情景

兩塊長(zhǎng)木板（一塊作底座另一塊豎直放置）、一根米尺、一根一米長(zhǎng)的亞克力管（一段封閉）、紅墨水. 在管中注油，使其一端封閉，如圖 2 所示. 在油中滴入一滴紅墨水觀察并研究紅墨水的運(yùn)動(dòng)情況.水下降的過(guò)程中受到三個(gè)力，重力G、浮力F及摩擦力f，水的密度大于油的密度，所以G>F，又因?yàn)橛偷恼扯却螅谟椭惺艿搅俗枇，所以G與F+f的大小很接近.水做初速度為0的加速運(yùn)動(dòng)，隨著v的增大，阻力f增大，當(dāng)G=F+f，合力為0時(shí)，水滴就開(kāi)始保持勻速直線運(yùn)動(dòng)了.這個(gè)實(shí)驗(yàn)取材簡(jiǎn)單，操作方便.可讓學(xué)生在課外進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn).可讓學(xué)生測(cè)出水滴通過(guò) 10cm、20cm、30cm 和 40cm 所用時(shí)間，把測(cè)得的數(shù)據(jù)填入圖4表中，并計(jì)算出各區(qū)間的時(shí)間和相應(yīng)的速度.與單一的圖文信息相比，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更具真實(shí)感，也更容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情.使注意力專注于對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)與探索.但是同學(xué)們?cè)趯?shí)際的操作過(guò)程中，由于每個(gè)同學(xué)的反應(yīng)不同，即使是同一個(gè)人測(cè)每一段相同的路程也存在著反應(yīng)的快慢，所以這樣的誤差就比較大.那如何才能解決這個(gè)問(wèn)題呢？

2 尋求突破，運(yùn)用電子技術(shù)發(fā)現(xiàn)勻速直線運(yùn)動(dòng)的特征

在亞克力管里注滿油，用注射器在油中滴入一滴紅墨水，選取距離0刻度線20厘米處作為起點(diǎn)，觀察紅墨水的運(yùn)動(dòng)情況并進(jìn)行視頻拍攝.視頻拍攝導(dǎo)入電腦，進(jìn)行分析.可以用相同的時(shí)間比距離的方法或用相同的距離比時(shí)間的方法比較水滴運(yùn)動(dòng)的快慢，我們先選擇通過(guò)相同距離比時(shí)間的方法進(jìn)行比較.如圖3所示.

因?yàn)檫\(yùn)用電子產(chǎn)品把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象拍攝下來(lái)，那么選取路程的時(shí)候就非常方便.同學(xué)們只需要將鼠標(biāo)分別移到20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm，然后再看在該點(diǎn)的時(shí)間就可以.記錄數(shù)據(jù)到表格并繪制表格.如圖4所示.

然后再描點(diǎn)作圖，用圖像法深入領(lǐng)會(huì)運(yùn)動(dòng)特征. 圖像法直觀、形象、生動(dòng)，讓人一目了然. 許多復(fù)雜的物理規(guī)律、物體的運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程以及物理量之間的相互依存關(guān)系都可以用坐標(biāo)圖像清楚地描述出來(lái)，更重要的是學(xué)生經(jīng)歷了圖像的描繪過(guò)程，更能體會(huì)和感悟到一些抽象物理量或是復(fù)雜現(xiàn)象的變化規(guī)律，同時(shí)為速度公式的應(yīng)用奠定基礎(chǔ).

3 感悟過(guò)程，領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)的真正意義

從書本讓學(xué)生通過(guò)對(duì)比圖片獲得勻速直線運(yùn)動(dòng)的感受到真實(shí)情景的創(chuàng)建到探究過(guò)程的深入，筆者深深體會(huì)到開(kāi)展課外小實(shí)驗(yàn)活動(dòng)具有非常重大的意義.課外小實(shí)驗(yàn)使學(xué)生不拘泥于書本，不迷信權(quán)威，不墨守成規(guī)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，獨(dú)立思考，大膽探索，標(biāo)新立異，積極提出自己的新觀點(diǎn)、新思路和新方法.課外小實(shí)驗(yàn)也能使學(xué)生更好地應(yīng)用科學(xué)知識(shí)和方法，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，紅墨水的運(yùn)動(dòng)速度很小，可以很好觀察水滴的運(yùn)動(dòng)路線，提供感性素材，幫助學(xué)生更好地建構(gòu)勻速直線運(yùn)動(dòng).

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以獲取s-t圖像，更深入領(lǐng)會(huì)勻速直線運(yùn)動(dòng)的特征.通過(guò)相同距離比較所用的時(shí)間或用相同時(shí)間比較運(yùn)動(dòng)的距離，可以更好理解速度的概念.可以幫助學(xué)生更好地理解運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，如果能理解此實(shí)驗(yàn)中紅墨水的運(yùn)動(dòng)情況，那么對(duì)雨滴下落過(guò)程、跳傘運(yùn)動(dòng)員的降落過(guò)程等類似的運(yùn)動(dòng)情況就很理解了.

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