自制楔形體　完成仨實驗

呂偉軍　鄒雪峰　梁蘭英　蘇福河

將刨光的寬約4cm、厚約3cm的長方木，畫出間距約8cm分割線，并在側面畫出對角線，使用截割鐵棍用的手鋸，先沿對角線鋸出斜面后。再沿分割線分段鋸割成高約3cm、寬約4cm、底邊長約7.5cm的楔形體。把新砂布平放在桌面上，手指抹住楔形體研磨它的斜面表面，并用剪子把楔形體的前端剪齊后。在楔形體的斜面頂邊釘牢一根跟斜面?zhèn)冗叴怪钡摹跋尬弧蹦緱l，把它平放在水平的實驗桌面上，可供學生3個實驗使用。現(xiàn)以人教版新課標《物理》(九年級)教材為例簡介如下：

1探究“摩擦力對物體運動的影響”實驗：

在《五、牛頓第一定律》的課文里，編寫了《探究“摩擦力對物體運動的影響”》實驗，僅做3點說明：

1.1使用“圓柱體組”中的鐵或銅圓柱體或外徑約2.4cm裝滿鐵粉或泥沙的玻璃小藥瓶(或5號廢電池)替代課文里P45，順次在展平的毛巾(注：這也是我們增加的探究“摩擦力的大小與什么因素有關”的實驗內容：“在相同條件下，松軟的接觸面能產(chǎn)生較大的摩擦力”)、長條衛(wèi)生紙和桌面上做探究實驗，效果特別好。

1.2實驗[記錄表格]中的的記錄單位“s”，我們改用“cm”。其它未盡事宜敬可按教參P12的相關指導進行教學即可。

1.3該實驗俗稱“伽里略斜面實驗”，不叫“牛頓第一定律實驗”。

2探究“決定動能多少的因素和決定重力勢能多少的因素”實驗：

說明：

2.1把楔形體平放在水平的實驗桌面上；使用鐵或銅和鋁圓柱體(或使用規(guī)格相同、外徑約2.4cm玻璃小藥瓶，其中一個裝滿泥沙、另一個是空瓶)替代課文里使用的鋼球；使用一盒平放的火柴盒替代課文里的小方木塊，完成圖2所示的3項測量內容。

2.2數(shù)據(jù)分析：

說明：在做“探究決定動能多少的因素”數(shù)據(jù)分析時，我們強調學生要關注“圓柱體在桌面上推動火柴盒做功前的速度大小和圓柱體的質量”：在做“探究決定重力勢能多少的因素”數(shù)據(jù)分析時，我們引導學生要著眼“圓柱體在斜面上被舉高的高度和圓柱體的質量”對火柴盒做功多少的影響。同時還做如下類比。教師看著一位女同學說：你既是老師的好學生、又是父母的好女兒、還是爺爺?shù)暮脤O女……，那么，你到底是學生、女兒，還是孫女呢?這就象我們在研究機械運動時，當選取不同的“參照物”，得出的結果通常是不同的。所以可以看作是“探究：決定動能多少的因素”的實驗裝置，又能通過數(shù)據(jù)分析。得出“決定重力勢能多少的因素”的實驗結論。

①由此不難發(fā)現(xiàn)。我們雖然測取了圖2所示的3個數(shù)據(jù)，處理的角度不同，得出的結論有異，這對學生“學習信息處理方法”、培養(yǎng)學生“有初步的信息處理能力”和“有初步的分析概括能力”等，都是十分有益的。

②若按課文里P14的裝置進行科學探究時，實驗證明：讓鋼球從斜面頂上滾下來，正好能打在木塊的中心位置上(否則木塊將會發(fā)生偏轉、而無法比較鋼球對木塊做功的多少)，其成功率是極低的。

③講好機械能實驗的要點：我們首先指明被研究的物體。原來處于什么運動狀態(tài)、或處于什么位置、或處于什么形狀而不能對外做功，后來它為什么又能夠做功：

a、在講“動能”實驗前我們指出：原來靜止在水平講桌面上的輸液玻璃瓶。是不能對放在講桌面上的粉筆盒做功的；當它由于運動起來碰到粉筆盒上，就能把粉筆盒推動一段距離、它對粉筆盒做了功。這里我們強調了“由于運動”的必要因素。

b、在講“重力勢能”實驗時我們強調：原來靜止在桌面上的輸液玻璃瓶，不能對放在講桌上的粉筆盒做功。當它被舉高到斜面頂、松手后不再用力。它也可能把放在斜面底部的粉筆盒推遠、對粉筆盒做了功。此時我們強調了“被舉高”的關鍵條件。

c、在講“彈性勢能”實驗時，我們把一根像皮筋拴在粉筆盒上指出：處于自然狀態(tài)的皮筋(彈性體)。是不能對粉筆盒做功的。若它受到拉力作用而發(fā)生了彈性形變，當撤掉拉力后它在恢復原來形狀的過程中，它就能把粉筆盒拉動一段距離、它對粉筆盒做了功。這里我們強調了“發(fā)生彈性形變”、“撤掉拉力”和“它在恢復原來形狀過程中”等重要過程。