二力平衡實(shí)驗(yàn)教具改進(jìn)后的思考

1、二力平衡實(shí)驗(yàn)教具改進(jìn)后的思考王蓉【摘要】："二力平衡的條件"的探究是初中物理實(shí)驗(yàn)中用來作為改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案教學(xué)的典型個(gè)例,在教學(xué)過程中應(yīng)該讓學(xué)生經(jīng)歷對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、器材、步驟、結(jié)果等進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析,在探究過程中發(fā)現(xiàn)新的問題,并嘗試改變實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案?！咀髡邌挝弧浚宏兾魇《ㄟ吙h第五中學(xué)【關(guān)鍵詞】： 二力平衡 摩擦力 探究過程 實(shí)驗(yàn)探究 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 探究活動(dòng) 研究對(duì)象 木塊 引導(dǎo)學(xué)生 思考 教具 改進(jìn)【正文】：初中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)提出“在義務(wù)教育階段，物理課程不僅應(yīng)該注重科學(xué)知識(shí)的傳授和技能的訓(xùn)練，注重將物理科學(xué)的新成就及其對(duì)人類文明的影響等納入課程，而且還應(yīng)重視對(duì)學(xué)生終身學(xué)習(xí)愿望、科學(xué)

2、探究能力、創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)精神的培養(yǎng)。因此物理課程的構(gòu)建應(yīng)注重讓學(xué)生經(jīng)歷從自然到物理、從生活到物理的認(rèn)識(shí)過程，經(jīng)歷基本的科學(xué)探究實(shí)踐，注重物理學(xué)科與其他學(xué)科的融合，使學(xué)生得到全面發(fā)展”?！巴ㄟ^科學(xué)探究，使學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力，形成尊重事實(shí)、探索真理的科學(xué)態(tài)度。通過科學(xué)想像與科學(xué)推理方法的結(jié)合，發(fā)展學(xué)生的想像力和分析概括能力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新。通過展示物理學(xué)發(fā)展的大體歷程，讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些科學(xué)方法和科學(xué)家的探索精神，關(guān)心科技發(fā)展的動(dòng)態(tài)，關(guān)注技術(shù)應(yīng)用帶來的社會(huì)進(jìn)步和問題，樹立正確的科學(xué)觀。義務(wù)教育階段的物理課程應(yīng)貼近學(xué)生生活

3、，符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過探索物理現(xiàn)象，揭示隱藏其中的物理規(guī)律，并將其應(yīng)用于生產(chǎn)生活實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生終身的探索樂趣、良好的思維習(xí)慣和初步的科學(xué)實(shí)踐能力。物理課程應(yīng)改變過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳承的傾向，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新意識(shí)。改革以書本為主、實(shí)驗(yàn)為輔的教學(xué)模式，提倡多樣化的教學(xué)方式，鼓勵(lì)將信息技術(shù)滲透于物理教學(xué)之中。在標(biāo)準(zhǔn)中，科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是重要的教學(xué)方式之一。將科學(xué)探究列入內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，旨在將學(xué)習(xí)重心從過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過程轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

4、、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神?！庇纱丝梢?科學(xué)探究 作為改革傳統(tǒng)教學(xué)模式的重點(diǎn) ，要貫徹這一教學(xué)理念更需要在教學(xué)中創(chuàng)建合理的探究平臺(tái)，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。二力平衡是力學(xué)中的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn),“ 大多數(shù)版本的教材在探究“二力平衡的條件”時(shí)，采用的是如圖2甲所示的方案，把木塊放在水平桌面上，在兩邊懸掛重物通過安裝在桌面兩端的滑輪拉木塊，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。在實(shí)際探究時(shí)發(fā)現(xiàn)，兩邊所掛砝碼質(zhì)量相同時(shí)，木塊保持靜止；當(dāng)木塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，右邊鉤碼的質(zhì)量大于左邊鉤碼的質(zhì)量。分析原因，木塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到桌面對(duì)它向左的摩擦力，木塊在水平方向上受到拉力F1、F2和摩擦力f三個(gè)力的作用（如圖2乙所示）

5、，這三個(gè)力是平衡的，滿足關(guān)系：F1+f=F2，所以F2>F1。許多老師設(shè)計(jì)了多種減小摩擦力影響的實(shí)驗(yàn)方案，其中最具代表性的如圖3所示。用一輛裝有輪子的小車代替圖2中的木塊做實(shí)驗(yàn)，把原來的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，使摩擦力的影響大大的減小了。在實(shí)際探究過程中，發(fā)現(xiàn)小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩邊的拉力F1和F2仍然有一定的偏差，說明這種改進(jìn)方案對(duì)于減小摩擦力的影響的效果是有限的。另外，探究“不在同一直線上的兩個(gè)力是否平衡”時(shí)，需要把木塊（或小車）旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后松手，觀察木塊（或小車）能否保持平衡狀態(tài)。這個(gè)操作是在桌面上完成的（如圖4所示），前排的學(xué)生可以清楚地觀察到現(xiàn)象，靠后的學(xué)生根本就看不見。這套裝置還

6、有一個(gè)缺陷就是，不能用來驗(yàn)證一對(duì)平衡力必須作用在同一物體上?；喕喖?xì)線細(xì)線圖5圖4針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)方案的種種缺陷，新版蘇科初中物理教材大膽創(chuàng)新，對(duì)探究“二力平衡的條件”的實(shí)驗(yàn)做出了重要改進(jìn)（如圖5所示），用小紙片懸掛在支架代替木塊（或小車）放在水平桌面上做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中拉力的大小等于所掛鉤碼的重力，給實(shí)驗(yàn)帶來了方便。為了保持與上述實(shí)驗(yàn)方案的一致性，圖5裝置的關(guān)鍵是支架的設(shè)計(jì)和制作?？梢杂脙蓚€(gè)鐵架臺(tái)分別夾有一個(gè)定滑輪，且兩定滑輪共面等高搭配成支架，在器材充足、場(chǎng)地較大的情況下可選用這一方案。圖丙圖乙甲圖 本人是從事初中物理教學(xué)多年的畢業(yè)班老師，深深的體會(huì)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)物理學(xué)習(xí)的重要作用，對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)的原

7、理有較深的理解，也因此發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行初中物理教材中的某些實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)器材的選用和組裝，實(shí)驗(yàn)過程和步驟的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等存在著不同程度的缺憾。在我上課的過程中，對(duì)個(gè)別實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了大膽的改進(jìn)，效果良好，使實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中起到了應(yīng)有的作用。針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)方案的缺陷我對(duì)探究“二力平衡的條件”的實(shí)驗(yàn)做出了重要改進(jìn)（如圖6所示）首先，在一木板上安裝三個(gè)完全相同的定滑輪（如圖甲所示）這樣可以讓木板豎 起來，實(shí)驗(yàn)器材直觀的展示與學(xué)生眼前。用細(xì)線系好硬紙片跨過兩個(gè)滑輪，兩邊各掛相同的鉤碼?？商骄孔饔迷谕晃矬w上，同一直線上，等大的，方向相反的兩個(gè)力二力平衡。 再者，在圖甲中改變兩邊鉤碼數(shù)量使數(shù)量不同，可探究作用在同一物體上，同一直線上，不等大的，方向相反的兩個(gè)力二力不平衡。 然后，（如圖乙所示）再做上次的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更直觀體會(huì)同一直線上，等大的，方向相反的兩個(gè)力二力平衡。 再次：（在圖乙中）將硬紙片轉(zhuǎn)過一定的角度，使的在紙片上的兩個(gè)力不在同一條直線上，然后讓學(xué)生觀察紙片的運(yùn)動(dòng)情況?？梢蕴骄孔饔迷谕晃矬w上，不同直線上，等大的，方向相反的兩個(gè)力二力不平衡。 最后，（如圖丙所示）用剪刀將硬紙片從中間剪開，觀察體會(huì)作用在不同物體上，同一直線上，等大的，