中学物理实验的创新设计

中学物理实验的创新设计

作者：陈少健

来源：《师道·教研》2010年第05期

本人在教学中，结合实际情况，对一些物理实验进行改进和设计，使实验获得成功，加深了学生的印象，收到了较好的教学效果，

1.巧选“陪衬物”

实验1：布朗运动，在显微镜载玻片滴上的碳素墨水稀溶液中添加一小段头发丝，学生在操作显微镜时容易先找到头发丝，再仔细调节，就能清晰观察到头发丝周围的小颗粒在不停地做无规则运动，这样便于调节观察和比较分析，有利于认识布朗运动的实质， 2.巧用丁达尔现象

实验2：光的反射和折射，要清晰观察到光从空气斜射入水中时发生的反射和折射现象，改进措施有：光源换为红色的氦氖激光；水面上喷烟雾(或由开水产生的白雾)；水中加豆浆晶_由丁达尔现象可清晰观察到空气中的入射、反射光线，水中的折射光线， 3.巧用发光二极管。显示电流的方向性

实验3：电容器充放电(如图)，图中C为电解电容器，D、D 分别为红色、蓝色高亮度发光二极管，R、R 都为起保护作用的滑动变阻器，s为单刀双掷开关，G为灵敏电流表，实验前先演示发光二极管的单向导电性及电流流向与电流表指针偏转方向的关系，

将开关拨到1，电源给电容器充电，D 发红光，同时电流表指针向右偏转，接着红光变弱，指针偏角变小，最后D 熄灭，指针回到零刻度，充电结束，再将开关拨到2，D 发蓝光，同时电流表指针向左偏转，接着蓝光变弱，指针偏角变小，最后D 熄灭，指针回到零刻度，放电结束，这个实验直观显示电容器充、放电电流的方向， 4.紧密接触，清晰显示平抛运动轨迹

实验4：平抛运动，传统的平抛运动演示仪是在竖直放置的铁板上贴上白纸，外面再夹上复写纸，让小钢球从铁板上边的斜槽上滚下，与复写纸摩擦，从而在白纸上留下痕迹，实际效果不明显，改进的方法有三：一是撤去复写纸；二是小钢球及斜槽涂上印油；三是在铁板后面贴上多枚小磁钉，使铁板具有磁性，能吸引小钢球，使钢球能与铁板更好接触小钢球从斜槽上滚下来，受到的铁板的磁力与弹力平衡，而摩擦力远小于重力，对平抛运动的影响小，钢球的运动轨迹通过印油在白纸上清晰显示出来，效果明显，

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5.化平面为空间，更真实模拟磁场的分布

实验5：条形磁体和蹄形磁体的磁感线的分布，在磁场中放一块玻璃板，玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，细铁屑就在磁场里磁化成“小磁针”，轻敲玻璃板使铁屑有规则地排列起来，就模拟出磁感线的平面分布情况，但不能形象反映磁场的空间分布情况，故可补充这样的操作：将仪器室中最大的蹄形磁铁直接与铁屑充分接触，将磁铁从铁屑中取出来，会发现磁铁的两端缀满了一簇簇的铁屑丝，朝向各个方向，这形象说明了磁场是空间分布的；而铁屑的中部几乎没有吸附铁屑，也形象说明了磁铁上的磁极磁性最强，中部磁性最弱，还可再补充实验：在烧杯里倒入油粘性溶液。撒入铁屑，搅拌均匀，使铁屑布满整杯溶液中，再缓慢插入条形磁体或蹄形磁体的磁极，从铁屑的分布就能形象反映磁场的空间分布情况， 6.巧用展示台，将微小的变化放大

实验6：物体受力发生形变实验，在无色透明玻璃瓶中装满红色水，再塞上中间插着两端开口的细玻璃管的软木塞，并使管子与塞子、塞子与瓶子密封良好，瓶中的水受塞子的挤压在玻璃管中上升，形成高于塞子的一段水柱，由于瓶与管中的水的体积不变，当玻璃瓶受挤压发生形变，瓶中的水就会沿着管子上升，实验时，让学生用力捏玻璃瓶，可观察到水柱明显上升，这说明了坚硬的物体受力也会发生形变，但这种现象远处的学生看不清楚，为此，要用展示台将小水柱的高度变化通过投影仪投放到大屏幕上，

展示台通常情况下是显示平面的信息，如幻灯片或纸张上的文字、图形等，要显示较高的物体，因受摄像头的高度限制，只能将物体放在展示台有按钮一侧的外边。这样通过投影仪在屏幕上看到的是倒立的像，为了看到正立的像，展示台的摄像头(凸透镜)要倒置，而通常的展示台不能任意调整摄像头摄像的角度，为此要将展示台的背面(以按钮方向为前面)朝向桌上的被投映的物体，转动摄像头，调整角度、放大倍数及自动对焦，就能在大屏幕上看到物体彩色、清晰、放大的像，利用此方法，全班学生都能清楚看到玻璃瓶受到手压力时水柱上升，不受手压力时水柱恢复原状的现象，学生也由此确信“物体受力会发生形变”。