幾個(gè)物理演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，演示實(shí)驗(yàn)在引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)物理情景、進(jìn)行觀察思考中有著不可替代的作用?；谘菔緦?shí)驗(yàn)的直觀（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象體現(xiàn)出物理過程的直觀）、清楚（演示的物理現(xiàn)象清楚，可視范圍大）、簡(jiǎn)單（儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單）的基本原則，筆者對(duì)一些演示實(shí)驗(yàn)作了一些改進(jìn)，教學(xué)效果更加顯著。

1 振動(dòng)圖像的演示實(shí)驗(yàn)

課本上的實(shí)驗(yàn)是讓沙漏振動(dòng)起來，人在水平面上勻速拉動(dòng)木板，然后再將木板拿下來，木板上面就留下了振動(dòng)的沙跡。教師拿著木板繞著教室走上一圈，學(xué)生看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不清晰。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生直觀的看到振子在豎直方向的振動(dòng)、木板在水平方向的平動(dòng)、這兩個(gè)相互垂直運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。既節(jié)約了大量時(shí)間，同時(shí)也讓學(xué)生感受非常深刻。

實(shí)驗(yàn)裝置如圖1：（1）是支架，其長(zhǎng)、寬、高根據(jù)所用彈簧的長(zhǎng)度確定。材料可用不銹鋼方管，也可用木條。（2）是振子導(dǎo)軌，兩根細(xì)鐵絲相距約1cm，固定在支架的上下端。用來控制振子在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，使用時(shí)也可涂上一點(diǎn)潤(rùn)滑油。（3）和（5）是畫圖板的上下導(dǎo)軌，用來控制畫圖板在水平方向上運(yùn)動(dòng)，使用時(shí)可涂上一點(diǎn)潤(rùn)滑油。（4）畫圖板，可用三夾板，寬度比畫圖板導(dǎo)軌的間距稍小，長(zhǎng)度適當(dāng)即可。為了便于滑動(dòng)，可鑲上鋁合金邊框，然后在上面貼上5、6層白紙，做一次，撕掉一層，馬上又可做第二次。（6）和（9）是彈簧，可用實(shí)驗(yàn)室一般的拉伸彈簧。（7）是振子，筆者用直徑約10cm的不銹鋼球殼，鉆一個(gè)直徑約1cm的孔（比軟頭筆的直徑稍大），然后在球殼內(nèi)灌入水泥沙漿（如果用實(shí)心鋼球，密度太大，同時(shí)不便于鉆孔），插入一支軟頭筆，待水泥沙漿定型后取出軟頭筆。另外在與孔垂直的方向上焊接兩個(gè)掛鉤，便于安裝彈簧。（8）是一支畫圖用的軟頭筆，使用時(shí)將其套入振子導(dǎo)軌的兩根鐵絲之間，保證振子振動(dòng)時(shí)不左右偏移。

在具體演示的時(shí)候，先把筆拿下來，蘸上墨水，從兩根鐵絲之間插入振子孔中，讓筆頭剛好接觸畫圖板上面的紙，固定好。向下拉動(dòng)振子，讓其上下振動(dòng)起來，同時(shí)盡量勻速的水平推、或者拉動(dòng)木板。一般在演示之前稍做練習(xí)，畫出的圖像都比較理想。

2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的演示實(shí)驗(yàn)

研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，當(dāng)初速度為零時(shí)，位移與時(shí)間的平方成正比s ∝ T2。驗(yàn)證該結(jié)論，可用教材中的實(shí)驗(yàn)器材，用重錘拉著小車在水平面運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)并記錄各時(shí)刻的空間位置。但演示起來不直觀，學(xué)生要通過測(cè)量、計(jì)算紙帶才能得到結(jié)論，且實(shí)驗(yàn)過程中小車容易偏離木板。該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，準(zhǔn)確定位，計(jì)時(shí)和定位的精確配合。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生用眼睛看乒乓球的位置，同時(shí)用耳朵聽節(jié)拍器的聲音，二者的配合就簡(jiǎn)單多了。

實(shí)驗(yàn)裝置如圖2：（1）是下滑導(dǎo)軌，用直徑8mm的鐵絲做成如圖形狀，導(dǎo)軌長(zhǎng)約1m，間距3cm。（2）是一個(gè)乒乓球，作為學(xué)生的觀察對(duì)象。（3）和（5）是木板，厚約2cm，在每塊木板上面挖兩個(gè)相距3cm的小槽，作為支架。（4）是標(biāo)尺，可用長(zhǎng)約1m，寬約5cm的硬紙板做成，為了增加可視度，每小格約5cm，把0、1、4、9、16這5根刻度線標(biāo)注明顯，做好后用透明膠帶粘在導(dǎo)軌一側(cè)的鐵絲下面。另外用節(jié)拍器計(jì)時(shí)。

在演示的時(shí)候，將木板（3）用書墊高，使導(dǎo)軌呈約20°左右的傾角，然后調(diào)節(jié)節(jié)拍器，使乒乓球從“0”位置滾到“16”位置節(jié)拍器剛好響4次（節(jié)拍器響的同時(shí)將乒乓球從0位置放開，此次響聲不計(jì)）。這樣學(xué)生就能清楚的觀察到節(jié)拍器響第1次、第2次、第3次、第4次時(shí)小球的位置恰好在1、4、9、16處。從而清楚直觀的驗(yàn)證了我們的推論：對(duì)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，s∝ T2。該實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后現(xiàn)象直觀，操作簡(jiǎn)單方便。

3 靜電平衡時(shí)導(dǎo)體電荷分布的演示實(shí)驗(yàn)

用法拉第圓筒演示物體帶電只分布在外表面，學(xué)生總有些疑惑。有的學(xué)生問：若不是球體，而是其它形狀也是這樣嗎？如果用如圖3所示的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的這些疑惑就可以迎刃而解。

剪一張寬約10cm、長(zhǎng)約40cm的金屬箔，金屬箔的兩面都粘上5、6條用金屬箔剪成的小條（每條寬約0.5cm，長(zhǎng)約3cm），把金屬箔的兩端各粘在一根有機(jī)玻璃棒上。取一塊木板，在木板上鉆有距離遠(yuǎn)近不同的小孔，小孔的直徑比有機(jī)玻璃棒直徑稍大。首先將金屬箔拉直，把兩根玻璃棒插入木板中相應(yīng)的小孔中。再用起電機(jī)使金屬箔帶電，這時(shí)金屬箔兩面粘的金屬箔小條都翹了起來，說明金屬箔的外表面帶電了；改變玻璃棒的位置，使金屬箔變成弧形，這時(shí)只有往外凸的那一面的金屬箔小條仍然翹起，而在凹進(jìn)去的那一面，金屬箔小條垂了下去；再改變玻璃棒的位置，把金屬箔擺成“S”形做一次，則會(huì)看到，只在金屬箔凸出部位金屬箔小條才會(huì)翹起來。該實(shí)驗(yàn)比較形象的說明了外表面的含義，學(xué)生看后也比較信服，演示時(shí)只要注意讓金屬箔和有機(jī)玻璃棒保持干燥、干凈就行。

(欄目編輯羅婉華)