低成本物理实验的研究与开发
低成本 高智慧 深探究(五)——低成本实验在物理教学中的开发与运用

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低成本 高智 慧 深探 究 ( ) 五
低 成 本 实验在 物理 教 学 中的开发 与运 用
口 赵 力 红
浙 江眢 富阳 中学 3 10 14 0
5 构建 物 理情 景 . 现 习题 实验 再 学物 理要 做 习题 。一 个 好 的 习题 , 其 是历 尤
里 总有 疑 惑 。不 妨 就地 取 材 , 学 生一 起 做个 实 与 验 。取一 空易 拉 罐 , 上 水 , 侧 面 打 一 个 洞 , 装 在 水 从 洞 中流 出来 ( 2 ) 图 a 。让 易拉 罐 自由下落 , 生 学 惊 奇地 发 现 , 子在 下落 过 程 中 , 不再 从孔 中射 罐 水 出( 2 ) 图 b 。在 易拉 罐 的底 部 开 一 孔 , 让易 拉罐 再 自由下落 , 还会 流 出吗 ? 水 可 以看 到水不 会从 洞 中射 出( 2 ) 图 c。 再 问 : 底部 有 孔 的易 拉 罐 竖 直 或斜 向 上 抛 把
运 用理论 解 决 实 际问题 , 由于学 生 亲身实 践 , 通 并
过 耳 听 、 观 、 想 、 言 表 述 和 动手 操 作 练 习 来 眼 脑 语
【 3 (04 例 】 20 年全国理综试题) 如 图 4所 示 , 、 、d是 竖 直 面 内三根 固定 c
的光 滑 细 杆 , b c d位 于 同一 圆周 上 , 口、 、 、 口点 为 圆周 的最高 点 , d点 为最 低 点 。每 根 杆 上 都 套 着
出去 , 会流 出来 吗 ?学 生异 口同声 : ! 水 会
初中教学中低成本物理实验

浅谈初中教学中的低成本物理实验摘要:低成本物理实验以其价格低廉的优势丰富了物理实验教学,并且有效地拉近了物理与学生之间的距离,培养了学生的动手实践能力,同时激发了他们的创造性思维。
简述低成本物理实验的优势及在实际教学中的应用,展望了低成本物理实验的前景。
关键词:低成本物理实验;应用;创新物理学是一门实验科学,物理实验是物理教学的重要环节之一,是物理概念和规律建立的基础,对于帮助学生学习物理知识和培养他们的创新精神有重要的意义。
特别是学生能亲自动手的实验,更能激发学生学习物理的热情,激发其求知欲。
然而,在实际教学中往往由于资源短缺、设备陈旧等种种原因物理实验教学实施得并不是很好,低成本物理实验从某种程度上增强了物理实验教学的可操作性。
低成本物理实验也是国际物理教育界所倡导的一种物理教学行为,一方面通过利用生活中的廉价材料开展物理实验教学可以解决或缓解实验器材短缺问题,满足经济落后地区的中学开展物理实验教学的需要;另一方面通过利用生活材料、物品或器具做物理实验,可以提高学生对物理的学习兴趣,培养学生的动手实践能力和创新能力。
一、低成本物理实验的优势1.成本低廉低成本物理实验的器材是由教师和学生搜集身边的物品亲手制作的,这些物品在生活中很常见,比如易拉罐、保鲜袋、塑料瓶等废弃物品,或者学生常用的铅笔、橡皮、钢尺等物品,甚至我们平时的玩具,如橡皮泥、乒乓球等这些价格低廉的物品,都可以用来进行物理实验。
实验器材成本低廉不仅不会额外增加经济负担,还增强了其课堂实验的可能性。
2.亲切感强低成本物理实验的器材取自学生身边熟悉的东西,并且制作又比较简单,对学生来说有很强的亲切感。
这些实验可操作性强、生动形象、贴近生活,能让学生更好地体会到科学、技术和社会生活息息相关,有利于激发学生的好奇心和求知欲,既能满足学生亲自操作的欲望,又能培养学生探索的兴趣,有利于发展学生的个性特长,使全体学生都有亲身的体验,能让其得到成功的满足,从而树立学习的自信心。
低成本 高智慧深探究(九)——低成本实验在物理教学中的开发与运用

高后 , 此处 的铁丝 内分 子运 动加 剧 , 竖 直方 向上 在
铁 丝 内分子 间距 加 大 , 子 引力 减 小 。 当分 子 引 分 力 不 足 以平 衡桶 内水 的重力 时 , 细铁 丝断 裂。
下 来 。学 生 刚刚看 了个 开头 , 出 了兴趣 , 突然 引 却
中断 了。往往 会 有 许 多学 生 要 求 再 继 续 观察 , 此 时 教师会 面 露 难 色 。究 其原 因 , 先 是 因为 有 关 首 的摆 长很难 调 得 一 致 , 而产 生 “ ” 现 象 。其 从 拍 的 次 是驱动 摆 的驱 动力 是通过 张紧 的挂 单 摆的绳 子
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幽
研 究摆的共 振
图 3
受 迫 振 动 的 振 幅
过 张紧 的绳 子 给 其 他 各摆 施 加 驱 动 力 , 其余 各 使
摆 做受 迫振 动 。拉 开驱 动摆 A释 放 后 , 要等 较 需 长 的 时间 才可 看 到 : 摆长 与驱 动 摆 A摆 长相 同 的 B和 C两个 摆 振 幅 最 大 ; 长 与 驱 动 摆 摆 长 相 差 摆 最 大的 D和 E两 个 摆 振 幅 最 小 。但 稍 后 这种 格 局 即开始 变化 , 教师 不 得 不赶 紧将 整 个 演示 停 使
题 变 得很 复杂 。此 外挂 单摆 的绳 子 的松 紧程 度影 响着 能量 沿绳 子 的传播 快慢 。适 当放松 张 紧的绳 子 , 以加 快 能 量 的传 递 , 可 缩短 开始 等 待 的 时 间 ,
初中物理低成本学生小制作的探究调研报告

初中物理低成本学生小制作的探究调研报告低成本物理实验不仅可以弥补农民工子女中学物理实验仪器缺乏的现状,而且可以有效激发学生的学习动机、培养他们的动手实践能力和激发他们的创新思维。
文章将结合中学物理教学探讨农民工子弟中学开发低成本物理实验转而制作简易的学生小制作的基本原则和基本途径。
标签:低成本;物理实验;创新性一、研究方法学生个人进行制作,具体方法有:观察法、实验法、询问法、经验总结法、行动研究法。
学生可以到图书馆借阅有关书籍,问问教师怎么能做得更好,还可以上网查阅有关资料。
二、进行开发低成本学生物理制作的基本原则开发低成本的物理实验要遵循一定的原则,把握好开发原则,灵活地运用各种途径,这是开发低成本学生物理制作的基本前提。
设计低成本学生物理制作应遵循以下基本原则。
(1)科学性。
物理实验制作的过程先应正确地反映物理现象及规律,其反映的是物理现象的客观变化过程。
一个良好的实验设计,不仅要在实验过程中遵循实验规律,合理地应用实验器材,还应巧妙地使用实验方法。
整个实验制作过程让学生从中得到相应的结论之外,还能够通过具体的实验给学生带来更多的启迪,提升学生自主学习的能力和解决实际问题的能力。
(2)简易性。
著名物理学家麦克斯韦曾经说过:“一项演示实验使用的器材越简单,学生就越熟悉,就越想彻底地获得所验证的结果”。
因此,在实验设施较为欠缺的情况下,我们更应该遵循这个规律,取材于生活中简单的原料,设计更为简单易懂的实验。
例如,饮料瓶、橡皮筋、鸡蛋壳、蜡烛、水杯、易拉罐等,这些来源于生活的材料都能设计出简单易懂的实验。
(3)直观性。
学生物理实验制作的一个重要意义就是让学生通过直观的观察以及切身的感受,去参与整个实验过程。
运用低成本是学生物理实验制作的优势,改进实验过程,创新实验模式等,使学生尽可能地参与到实验过程中去,提升学生物理实验制作的直观性。
(4)安全性。
在设计学生物理实验制作时,对一切有危险的和有害的實验及原料都应避免。
浅述农村中学物理低成本实验资源的开发与利用

浅述农村中学物理低成本实验资源的开发与利用摘要:自“普九”以来,随着经济的发展和政府对教育投入的不断加大,农村中学物理实验教学条件不足得到了改善,使得物理课程标准规定的实验能够得到一定的保证。
但现实情况仍不荣乐观,因此,在经济条件相对较差的农村中学开展低成本实验势在必行。
因地制宜、多渠道、多层次地充分挖掘和利用现有的农村低成本物理实验资源,不仅可以弥补农村中学物理实验仪器的缺乏,而且有利于促进贫困地区农村中学的实验教学,适应新课程对实验的要求。
该文结合笔者多年的农村中学教学实践,并通过具体实例探讨农村中学低成本实验资源的开发和利用。
关键词:农村中学低成本物理实验开发与利用中图分类号:g633 文献标识码:a 文章编号:1673-9795(2012)10(c)-0062-011 开发低成本物理实验的意义在一些经济欠发达地区,一些中学的实验器材短缺、实验设备相对落后,致使一些学校的物理教师采取“讲实验而不做实验”的方式对待物理实验或在实施物理实验教学时仍采用传统的实验教学模式,即教师在讲台演示,学生在台下观看,实验的可见度、可信性等制约着学生对实验的理解,使得实验教学在课堂上失去了其原有的作用和功能,学生对物理实验的掌握也大打折扣。
最后,学生只能通过背实验原理、实验器材、实验步骤、实验现象等来应付作业和考试,又回到以前“背实验”的老路上去了。
这样的物理实验教学缺乏对学生自己动手实验能力的培养,扼杀了学生的主观创造性,也不适应新课程教学的发展。
《高中物理课程标准》指出:“实验室的课程资源不仅限于实验室的现有设备,学生身边的物品和器具也是重要的实验室资源。
”因此,我们广大农村物理教师要克服当前的实际困难,另辟蹊径,充分利用身边的低成本实验资源,科学地设计低成本实验,让学生深切地感受到物理就在我们身边;并根据课程标准的要求,安排足够多的学生实验和演示实验,让学生参与其中,动手动脑,在探究中学物理,既可能激发和调动学生学习物理的积极性,又可以让学生在动手动脑中快乐地学习,促进其动手能力、探究能力、创新能力等全面发展。
用低成本日常用品做物理实验的探究

地推一下 , 书往 前 动了一 下 , 教师 不 推 , 书就 不 动。教 师引导 学生 得 出书 : 一推 , 一动 , 推 就不 动 。教 推 动 不 师进一 步总结 出 , 力是 物体 维持 运 动 的原 因—— 亚 里
士多德 的观点。进行新课 :
从 下手 。这时大 家应该 尝试 寻找 物 体 的平衡 状态 , 从 平衡条件人手往往可 以找 到解决 问题 的突破 口。掌握
平衡问题的解题方法和技巧是 解决高 中物理 问题 特别 是综合问题的关键所在。
主要参考文献
[] 1 步步高 高三复习用书. 吉林 : 延边人 民出版社
21 02年第5期( 8 第1 卷)
・
7・ 0
科学教育 Si c d ct n c ne ua o e E i
21 年第5 第1 卷) 02 期( 8
用 低 成 本 日常 用 品 做 物 理 实验 的探 究
余献 君 吕志军 俞俊 雄 ( 浙江省金华市汤溪高级中 学物理组 31 5 20 ) 7
摘 要 本文介绍 了什 么是低成本实验 , 低成本实验的特点 , 低成本实验开发的意义及应用。这些例子涉及 运动学 、 低成本 物理实验 文具 探究性
一
学生答 : 减小圆珠笔与桌面间 的磨擦 。 教师又问 : 如果圆珠笔与 桌面 间没 有磨擦 , 手推 用
质特征。
低成本实验 ( o 1 w—CS epr n) 其字 面 意义 Ot xe met按 i 指的是价廉 、 费少 的实验 , 花 低成本 实验可 以通过 简易
材料 的制作 、 技玩 具 、 科 运用 新材 料组合 和对高新 产品
的移植得 到。基于对 这个 问题 的思考 、 研究 和教学 实 践, 低成本物理实验真正 的魅力是 它可 以做到 : 实验成 本低 而运 用的智 慧不低 , 成本低 而具有 的内涵并不 低 , 成本低 而教育价值 并不 低 。这 些所谓 的“ 常规 低成 非 本实验” 具有 以下 特点 : 现象 新奇 、 趣 , , ① 有 易激 发学 生的兴趣 ; ②材料易取 , 成本 不高 , 极易动 手制作 ; 内 ③ 含物理 内涵丰 富 , 具有 探究 的价 值 对 掌握 概念 、 ④ 拓 展知识有其独特功效 。 心理学研究 与教 学实 践表 明 : 如果 实验 所用 的 材 料是学生所熟悉 的, 就会富有 亲切感 , 从而 较易克 服思 维 障碍 , 较快地 达 到掌握 物 理概念 的 目的 。如 果学 生 亲手摆弄过或 制作 过 器具 , 不仅 能 培养学 生 的动手 能
浅谈低成本实验在初中物理教学中的开发与运用

2 . 1 创设物理情境 , 激 发 学 习 兴趣 在实际教学 中, 笔 者 常 常 借 助 一 些 简 单 的 日常 用 品来 创 设物理情境 , 如利 用 点 燃 两 支 完 全 相 同 的 蜡 烛 紧 挨 着 固 定 在
桌 面上 , 用 吸 管从 两 支 蜡 烛 火 焰 的 中 间 吹 气 ; 利 用 甩 动 塑 料
管 的一 端 吸 引碎 纸 屑 ; 利用 电 吹风 、 乒乓球和气球 演示” 叠 罗 汉” 来探 究 流 体 压 强 与 流 速 的 关 系 。 用 矿 泉 水 瓶 、 乒 乓 球 和 水 探 究 浮力 产 生 的 原 因 。用 手 套 食 品 袋 伸 入 水 中 感 受 液 体 内部 压 强 的存 在 等 。 用 学 生 非 常 熟 悉 的 生 活 物 品 创 设 的 情
2 低 成 本 物 理 实验 的开 发 与 运 用
光 路 显 示 不 明显 , 观察不 到光在 空气 和水 中的传播 情况 , 无 法 总结 光 的折 射 规 律 。改 进 为 : 利 用 两 个 玻 璃 杯 对 口来 探 究 光 的折 射 规 律 。具 体 做 法 是 : 下面杯 子装加 少许 牛奶 的水 , 上 面杯 子 事先 收 集 一 些 烟 雾 倒 放 。用 一 束 激 光 分 别 从 空 气 中斜 射 和 直射 到水 中 , 从水 中斜射 和直射 到空气 中 , 观 察 光 路, 总结 光 的折 射 规 律 。改 进 实 验 所 需 物 品 只 是 少 许 牛 奶 和
物 理 是 一 门 以 实 验 为 基 础 的 自然 科 学 。《 物 理 课 程 标 准》 提 倡 使 用 身 边 随 手 可 得 的 物 品进 行 探 究 活 动 和 各 种 物 理 实验 , 这 不 仅 可 以拉 近 物 理 学 与 生 活 的距 离 , 而 且 可 以 让 学 生 感 知 科学 的 真 实 性 , 感受 到科学 与社会 发展 、 科 技 进 步 及 生 产 生 活 的 联 系 。 笔 者 认 为 开 发 和 运 用 低 成 本 物 理 实 验 是 对” 从 生 活 走 向物 理 , 从 物理走 向社会 ” 理 念 的全 面 落 实 , 有 利于激发学生的好奇心和求知欲 , 有 利 于培 养 学 生 的动 手 能 力、 实 验操 作 能 力 、 探究能力、 创 新 意 识 以及 科 学 精 神 等 。
初中物理教学低成本实验开发利用论文

浅谈初中物理教学低成本实验开发与利用摘要:新课程物理教育理念是“从生活走向物理,从物理走向社会”。
物理课程标准中提到的“学校和教师应根据课程标准的要求,安排足够多的学生实验和演示实验”,也就是倡导学生动手做更多的实验,让每个学生都能在动手动脑中快乐地学习。
低成本实验资源的利用,就是利用身边随手可取的日常生活用品来做实验,既能激发学生对物理学科产生浓厚的兴趣,又能取得理想的教学效果;使学生深切地感受到物理学就在我们身边。
同时学生的创新意识在实验的过程中自然也得到了增强。
关键词:初中物理实验低成本开发利用新课程物理教育理念是“从生活走向物理,从物理走向社会”。
物理规律来源于社会生活和生产实践,“最伟大的发现往往来自最平凡的认知”;生活周围,物理现象随处可见,要探究和学习物理,离不开观察和实验,除了使用科技人员为我们设计制作现成实验器材外,很多时候,我们可以就地取材,利用生活和手边常见物品进行实验探究,不仅可以弥补实验条件的不足,降低物理实验教学成本的投入,还可以激发学生并体验“从生活走向物理”的学习探究历程,有效地把物理和生活紧密地联系起来,建立学习物理的兴趣,增强探究物理无穷奥秘的信心。
低成本物理实验十分有用,它不仅能有效激发学生的学习兴趣,而且还能培养学生的动手实践能力,从而激发他们的创新思维的发展。
本文主要结合初中物理教学来探讨如何开发低成本物理实验。
一、至简的日常生活用品低成本物理实验,思路简明,结构简单,操作简便。
简明的思路,揭示了深刻的物理思想。
简单的装置,利于学生集中注意力,观察物理现象和过程。
简便的操作,凸显实验的实用性。
此“简”并非“头脑简单”之低能,而是“大道至简”之睿智,是朴素外表和丰富内涵的高度统一。
我们这些偏远山区的老师更应该“就地”取材,巧做实验来培养学生的创新能力。
自备自制使用日常生活中的物品,甚至可以使用自己的身体,应有“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”的“就地”取材意识。
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低成本物理实验的研究与开发摘要:本文介绍了什么是低成本实验及它对中学物理教学的意义,并通过具体实例从物理原理、实验材料、操作过程与数据处理等方面说明它的特点,本文对开发与利用低成本实验有一定的参考价值。
关键词:物理实验低成本实验自制教具实验教学是物理教学的重要组成部分,又是落实新课程目标的重要途径,但实验教学又是物理教学的薄弱环节,因受学校经费不足和设备缺乏等原因,极大地影响了物理新课程的实施。
积极开展低成本实验的研究与开发是解决这一矛盾的有效途径。
所谓低成本实验指的是价格低,花费少的实验。
教师常使用日常生活用品、废旧器材等自制低成本物理实验仪器,用它们代替实验室专用仪器进行物理实验,以此解决仪器短缺难题,满足实验教学需要。
本文通过具体实例,说明低成本实验在物理原理、实验器材、操作过程与数据处理中的特点,从这四个方面指明低成本实验研究与开发的方向。
1简单的物理原理是灵魂低成本实验的目的就是通过实验仪器的改进与创新,巧妙地将简单的物理原理揭示出来,让学生深切地感受到物理实验的真实性。
1.1共振摆的改进教材提供的共振摆演示实验,其实验现象是明显的,但本实验只能演示摆长相同的两个摆发生共振的现象。
笔者对此实验进行改进,如图1所示,通过调节旁边小球的高度能够让中间任一个小球发生共振现象。
制作时,在木架两侧的木条上钻两个等高的小孔,用铅丝折成“7”字形,水平段穿过木条的两个小孔,水平段的中部向下弯折,略低于两小孔,这样当铅丝摆动时就能对系在其上的小球提供周期性的驱动力,水平段用胶带纸粘贴一长条形硬纸片,这样木架内部的三个小球可以用夹子加以固定,并可随意调节高度非常方便。
在木架的右侧将金属小球穿过钢丝,下方用一螺丝固定。
操作时,调节金属小球的高度,使其与其中一个小球等高,让它前后摆动,三个小球受钢丝周期性的驱动力的作用也前后摆动起来,但与圆柱体等高的小球振幅最大,发生共振。
改变金属小球与中间的另一小球等高,则变为该小球振幅最大,发生动振。
改进后的实验可随心所欲地改变母摆的摆长,进行多次操作,更能揭示共振的本质。
1.2声波的干涉演示实验在进行波的干涉这节课的教学时,常常做这样的演示实验:敲击音叉,让学生在音叉的周围走一圈去感受声波的干涉现象,但本实验干涉现象不够分明。
笔者用mp3与电脑音箱配合使用实验效果良好。
本实验的关键是如何获得正弦式音频信号。
用音频制作软件adobe Audition 1.5可以生成任意频率的正弦式音频信号。
用该软件生成多种不同频率的单声道正弦音频信号并保存为mp3格式,导入mp3播放器确保它能正常播放。
实验时,将一对电脑音箱放在讲台上,两者相距约0.5m,mp3播放器产生的音频信号输入电脑音箱,教室里就产生了干涉的声波场,在教室的每一个角落,只要观察者前后左右移动头部,便会听到忽响忽轻的声音,演示效果十分明显。
改变不同的音频信号频率,比较实验现象的变化。
本实验用mp3播放器能方便地实现播放、暂停、重复等操作,两振源的距离可方便地进行控制。
通过演示,能让学生亲身体验声波干涉现象的真实性。
2简易的制作材料是躯干低成本实验有时也称简易实验,简易的制作材料构成了低成本实验的躯干。
它价格低廉、结构简单,却总能给人以亲切感。
2.1感应起电演示仪静电实验是电学中比较重要的一类实验,但由于静电实验容易“失败”,许多物理教师往往望而却步,其中感应起电就是其中之一。
笔者用椰子汁罐头和静电计组合进行实验收到了很好的效果。
制作时,将两只静电计的金属球取下,将两只椰子汁罐头顶部沿内侧挖空,底部钻两个小孔,孔的大小与静电计金属杆直径相同,将两只罐头分别悍接到静电计上,如图3所示,操作时,将两只罐头对接在一起,用一个带电球去接近其中一只静电计的底部,发现两静电计指针张开,移动静电计底座,将两只罐头分离,移走带电球,两静电计指针依然张开。
再将两只罐头再次接触,指针都闭合。
本实验构造微不足道,关键是能否想到将罐头与静电计接合起来,发挥静电计在检验物体是否带电时的灵敏特性。
2.2静电除尘演示实验静电除尘在工业生产中有着重要应用,笔者用饮料瓶、细铜丝、粗铜丝、高压发生器(或韦氏感应起电器)等制作了静电除尘演示仪,模拟了静电除尘的过程。
制作时,取饮料瓶中间一段,在其外侧绕上细铜丝,绕好后在外侧粘上一层透明胶。
铁架台中间的钢筋套上PVC管起到绝缘的作用,粗铜丝插在瓶中间,将粗铜丝与细铜丝分别接高压发生器的两极。
操作时,下方点燃多段蚊香产生白烟,如图4左图所示。
接通高压开关后,白烟立即消失,效果十分明显,如图4右图所示。
本实验中,饮料瓶与铜丝等都是极易找到的材料,制作成本低廉。
饮料瓶是塑料的,制成后不易捽破;饮料瓶是透明的,在近处可观察到烟尘的消失瞬间的运动情况。
3简便的操作过程显魅力开发低成本实验,应考虑实验过程的简便性,通过事先的设计与制作,制成可操作性强、稳定性好的教具,体现实验的独特魅力。
3.1电容器充放电演示实验教材用电流表来显示瞬间的充放电过程,实验容易成功,但缺乏新意。
笔者用音乐卡片制成电容器充放电功能演示器,其操作简便,演示效果很好。
制作需3300uF/25V电解电容器一只、音乐贺卡两张、干电池两节、单刀双掷开关一个、导线若干、木板一块。
制作时,先用word绘制电路图打印后粘贴在木板上,将电池盒固定在木板上,导线连接处用电铬铁焊接,单刀双掷开关接线完毕用木螺丝固定在板上。
操作时,将开关打向1,电容器充电,音乐卡片发声,当充电完成时,音乐卡片停止发声;开关打向2,电容器放电,当放电完成时,音乐卡片停止发声。
充电与放电时间在半分种左右,并随充放电电流的减小,发声的音调也逐渐变低。
本实验制成了示教板,使实验电路图一目了然,这节约了实物连线的时间,操作也十分便捷。
3.2竖直机械横波演示仪教材用绳子在水平方向演示机械横波,实际操作很难做成功。
笔者用乳胶管、钢锯刀片、保险丝等制作可竖直方向演示机械横波的演示仪器。
操作简便,现象明显,如图6所示。
绳波波速方程为v=(大学内容)。
由于绳子张力T由下而上依次递增,所以绳子中波速由下而上依次递增,由v=λ·f得波长由下而上依次递增。
为解决这一问题,竖直机械横波各振子质量应各不相同,由下到上质量依次递增,设计16个振子,理论计算各振子的质量,用保险丝做振子将它们依次固定在乳胶管上,上端与钢锯刀片连接。
操作时,将装置竖直放置,手握住上端并周期性摆动,形成竖直方向传播的机械横波,实验现象明显。
本实验在计算振子的质量与组装实验仪器时化费了不少的时间,但这换来的是便捷的操作过程,给人以一种美的享受。
4快捷的数据处理是追求目前DIS实验数字化信息系统与计算机连接,能快捷地处理实验数据,但它目前很难在农村中学普及。
然而在低成本物理实验中也有不少能快捷进行数据处理的优秀教具。
4.1反应时间尺人教版物理必修一教材有“做一做”栏目通过自由落体运动的规律计算人的反应时间。
但每次实验都要进行计算才能获得人的反应时间。
基于人的反应时间与下落的高度存在一一对应关系,可以制作一根反应时间尺,直接从尺子上获得被测者的反应时间。
笔者制作了一套测量反应时间的教具,它们由两张长短不一的书签和两个分别用废旧米尺与PVC管制成的反应时间尺组成,如图7所示。
正常人的反应时间在0.15s到0.4s之间,制作短书签,长为8cm,对应的反应时间为0.13s;制作长书签,长为20cm,对应的反应时间为0.2s,用长短两书签做实验,一人捏住书签上方,另一人在下方做好抓捏准备,短书签的长度小于人的最小反应时间对应的长度,一般捏不住,长书签可以捏住。
用Excel软件计算出自由落体运动每隔0.01s下落的高度和下落每隔1cm对应的时间,用word进行精确作图,电脑打印后粘贴在废旧米尺与PVC套管上。
操作时,一人A捏住教具上方,另一人B在下方做好抓捏准备,当看到A释放教具时,B立即捏住教具,根据尺子下落的高度,可直接在尺子上读出B的反应时间。
本实验可在自由落体这节课教学时进行课堂演示,也可指导学生课后进行设计与制作,使学生领悟其中的奥妙。
4.2简易加速度计当我们乘车时,怎样判断汽车是否做加速运动呢?一个简单的办法是用线拴一个重物,通过线与竖直方向的夹角来判断汽车是否做加速运动。
按照这个方法,笔者制作了简易加速度计。
取透明的光盘盒,拿掉封皮与内心。
用纸板按光盘盒大小剪成一个长方形纸片固定在盒内。
用一段红线拴一个螺丝作为指针,根据牛顿运动定律可得加速度与偏角的关系a=g·tanθ,用Excel计算出加速度与偏角的对应关系。
按图8所示在纸板上画出标尺。
操作时,可将加速度计平放在汽车的窗框上,把汽车的运动近似看成匀变速运动,等重物摆动稳定后进行读数,便可快速获得汽车加速度的粗略值。
按运动学的方法,测量物体运动的加速度并不是一件容易的事,本教具巧妙地应用动力学的方法,快捷地测出了运动物体的加速度。
总之,低成本物理实验制作的成本虽低,但运用的智慧不低,具有的内涵不低,教育的价值不低。
它能极大地调动学生的学习兴趣,产生强烈的好奇心,激发巨大的学习动力。
因此应大力加强物理低成本实验的研究与开发。
参考文献1.罗星凯.中学物理疑难实验专题研究.广西:广西师范大学出版社,19982.姜胜民.对声波干涉实验的研究.教学仪器与实验,2008(12)3.于俊亭.共振摆实验的原理剖析与装置改进.中学物理2008(11)。