物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)

李琪

[摘 要]學(xué)生若能成功地完成好探究動(dòng)能大小決定因素的實(shí)驗(yàn)，會(huì)對(duì)認(rèn)識(shí)動(dòng)能起到關(guān)鍵的作用以及對(duì)本節(jié)后面的重力勢能和彈性勢能的學(xué)習(xí)作下很好的鋪墊，對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，更有利于學(xué)生理解物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量和速度的關(guān)系。

[關(guān)鍵詞]動(dòng)能實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新物理

一、該實(shí)驗(yàn)在教材中所處的地位和作用

1.地位：能量是自然界客觀存在的，但又是無影無形的，能力可以通過對(duì)外做功的過程體現(xiàn)出來，初中生認(rèn)識(shí)動(dòng)能則是接觸到具體能量形式的開端?！傲己玫拈_端是成功的一半”，如果學(xué)生能成功地探究好動(dòng)能大小決定因素這一實(shí)驗(yàn)，則會(huì)對(duì)認(rèn)識(shí)動(dòng)能起到至關(guān)重要的作用以及對(duì)以后的重力勢能、彈性勢能的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，還將會(huì)對(duì) “機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化”的學(xué)習(xí)作好鋪墊。

2.作用：

（1）對(duì)形象認(rèn)識(shí)功和能關(guān)系有較好的幫助，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就會(huì)知道功和能既有區(qū)別又有聯(lián)系。

（2）通過觀察實(shí)驗(yàn)和分析能較好地理解動(dòng)能大小決定于物體的質(zhì)量和速度。

（3）讓學(xué)生經(jīng)歷探究的全過程，熟悉探究的方法和技能，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

（4）由實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，客觀具體，學(xué)生容易接受，減輕了教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)。

二、教材中實(shí)驗(yàn)原型及不足之處

1.實(shí)驗(yàn)原型

（1）原理圖，如下圖：

（2）原理：

鋼球A從斜面滾下獲得動(dòng)能→→→→撞擊木塊B做功→→→→比較做功的大小。

2.不足之處

（1）撞擊鋼球方向容易出現(xiàn)偏差，容易滾出預(yù)設(shè)軌跡，導(dǎo)致撞偏甚至撞不著木塊，實(shí)驗(yàn)失敗的機(jī)率較大。

（2）鋼球一旦撞偏木塊，木塊的運(yùn)動(dòng)軌跡也會(huì)隨之改變，出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)或偏離軌道，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失誤。

（3）木塊與水平接觸面的阻力較大，而撞擊鋼球的質(zhì)量太小，造成木塊滑行的距離太短，從而看不出實(shí)驗(yàn)效果或效果不明顯。

（4）未設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，需要通過記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，直觀性不強(qiáng)。

三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新及改進(jìn)之處

1.實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

（1）設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，直觀比較，直接得出結(jié)論。

（2）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，減少實(shí)驗(yàn)失誤及誤差。

（3）增加實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果的可觀察性方面的創(chuàng)新。

2.改進(jìn)之處

（1）將球改為圓柱體，撞擊方向準(zhǔn)確。

（2）木塊改為小車，減少阻力，增大運(yùn)動(dòng)的距離，便于比較。

（3）降低斜面坡度，確保斜面與水平木板連接處縫隙小，確保小車不沖出水平木板。

（4）實(shí)驗(yàn)步驟分兩步，質(zhì)量不同的圓柱體從同一高度滾下，質(zhì)量相同的圓柱體從不同的高度滾下。

四、實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備

自制斜面，小車2個(gè)，圓柱體（用鉤碼替代）3個(gè)（其中兩個(gè)質(zhì)量相同），擋板2塊，增壓方塊2個(gè)（根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要可選）。

五、實(shí)驗(yàn)原理及裝置說明

1.實(shí)驗(yàn)原理：圓柱體從斜面滾下獲得動(dòng)能，然后去碰撞停在水平面的小車，比較小車撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離，來說明圓柱體動(dòng)能的大小。

2.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法、轉(zhuǎn)換法、比較法。

3.實(shí)驗(yàn)裝置，如下圖：

4.裝置說明

（1）在探究質(zhì)量因素時(shí)，圓柱體的質(zhì)量差別不能太小。

（2）由于金屬圓柱體沒有預(yù)定軌道和受斜面平整度的影響，斜面的高度若太高，就會(huì)導(dǎo)致圓柱體運(yùn)動(dòng)方向的改變。

（3）圓柱體的位置注意要與小車對(duì)應(yīng)好，否則圓柱體就不會(huì)與小車正碰，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失誤。

六、實(shí)驗(yàn)操作過程

1.演示一

讓質(zhì)量不同的圓柱體從同一高度滾下，撞擊停在同一直線上的兩個(gè)小車，觀察比較小車被撞擊的距離，說明動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，當(dāng)速度相同時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大。

2.演示二

讓質(zhì)量相同的圓柱體從不同的高度滾下，撞擊停在同一直線上的兩個(gè)小車，觀察比較小車被撞擊的距離，說明動(dòng)能的大小與物體的速度有關(guān)，當(dāng)質(zhì)量相同時(shí)，速度越大動(dòng)能越大。

七、創(chuàng)新后的實(shí)驗(yàn)效果

對(duì)照實(shí)驗(yàn)同時(shí)演示，現(xiàn)象明顯，直觀性強(qiáng)，直接比較得出結(jié)論，降低學(xué)習(xí)的難度，減輕了學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)。

八、自我評(píng)價(jià)

設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，更有利于學(xué)生理解物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量和速度的關(guān)系。對(duì)于綜合分析能力還不是很強(qiáng)的學(xué)生來說，對(duì)照實(shí)驗(yàn)同時(shí)演示，效果會(huì)很好。