一个富有创意的实验改进

丁晓雯 王金瑞

(1.江西南昌市第三中学高中部,江西南昌 330077;2.江西省教育厅教学教材研究室,江西南昌 330046)

人民教育出版社物理学科选修1-1教材“图5.2-1红蜡块的运动”实验,器材简单,操作方便,能给学生一个具体的情景,对教学能起到较好效果,但也存在一些问题.笔者在为人民教育电子音像出版社拍摄“质点在平面内的运动”这节课时,对个这实验作了一些改进,取得了很好的效果.

如图1所示,小车架在两根光滑的滑轨上,滑轨固定在在白板上,额定电压为220 V,低速双向同步电机一个固定在小车上,另一个固定在竖直白板上,重物用线与固定在小车上的甲电机连接,固定在竖直白板上的乙电机用线与小车相连.

图1

实验时用节拍器控制时间,每隔相同时间记录下重物的位置,实验过程如图2所示.

图2

由图2可以粗略看出,甲电机单独工作时,重物在相同时间内通过的竖直位移是相同的,同样,乙电机单独工作时,重物在相同时间内通过的水平位移也是相同的,说明重物在竖直方向和水平方向的运动是匀速直线运动,但由于重物在两个方向相同时间内通过的位移大小不同,说明这两个方向运动的速度大小是不同的.当甲、乙电机同时工作时,重物在相同时间内通过的斜向位移是相同的,说明重物的合运动是匀速直线运动,同时可以发现,合速度大小与两个分运动的速度大小不同,重物的合位移与分位移的关系满足矢量合成的法则.

实验的改进富有创意,表现在以下几点:

(1)把玻璃管及其红蜡块改成了利用工厂的行车(起重机)模型,一方面增大了可见度(圆玻璃管因反光对其内部红蜡块的观察会产生干扰),另一方面通过联系生产实际的模型增强学生的实践意识.

(2)起重机竖直吊起物体以及行车水平运动都采用低速同步电动机带动,其速度稳定性好,学生对两个分运动都是匀速运动可信度大,比用手水平移动玻璃管更有说服力.

(3)实验可以控制重物在水平方向和竖直方向的独立运动,从而可以更好地说明两个分运动是独立的,互不干扰.