用实验来辅助习题教学课的精彩范例

强凤芝

1 准备：巧设实验，吸引学生

请一位同学上讲台做实验： 在杠杆支点左右两侧分别挂4个和2个质量相等的钩码，使杠杆平衡。

师：在上题平衡杠杆两侧各去掉1个钩码，杠杆还平衡吗？

生：不能。因为杠杆左右两边力与力臂的乘积不等。

师：对。要想使杠杆平衡应如何去掉钩码？

生：右边去1个，左边去2个。

（教师按学生回答的进行实验，杠杆仍能平衡。）

2 习题：层层深入，灵活多变，拓展引申

例1 杠杆两侧分别挂着质量为m1、m2的铁块，m1=2m2，杠杆平衡。若使两铁块同时浸没水中，杠杆还能平衡吗？为什么？

师：请同学们分析讨论后，发表看法。

（学生讨论热烈，看法不一。有些同学深思不言，有的急于发言。）

生甲：我认为不能平衡，因为两铁块体积不等，浸没水中大铁块受到的浮力大，这端肯定向上倾斜。

师：同意这种看法的举手（约占80%）。请不同观点的同学发表看法。

生乙：我觉得杠杆还能平衡。原因与刚才准备题中去掉钩码的情况相似。

（教师端起烧杯，使两铁块缓缓进入水中，在实验过程中杠杆不停晃动，这时有人就说：“看！还是不平衡吧。”又有人说：“别急，还没有全部浸没呢！”当铁块全部浸没时杠杆保持平衡。许多同学感到惊奇。答错的开始反思错在哪里，答对的同学有些沾沾自喜。）

师：同学们不要满足结论的错对，应深思其道理。刚才乙同学把该题与刚才的准备题联系起来，思路是对的。希望大家从两个不同实验中，找出它们相同的本质与特点，从中悟出杠杆平衡的道理。（学生议论。）

生：大铁块受的浮力是小铁块的2倍，这相当于刚才准备题中右边去掉1个钩码，左边去掉

4 增加趣味性实验

例如学习“光的色散”时，设计喷泉实验观看光的色散现象，利用所学知识将社会生活、自然现象中的一些问题联系起来，调动学生学习物理积极性，提高学生“从物理走向社会”的意识。

5 利用身边物品自制实验仪器进行实验

使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种物理实验，可以拉近物理学与生活的距离，让学生深切地感受到科学和社会、科学和日常生活的关系。另一方面，由于这些物品本来的用途并不是进行物理实验，所以这种做法本身就是一种创新，还能通过低成本实验解决设备不足的问题。例如在“小孔成像”的教学中，我改变以前只是教师自己做仪器，自己演示让学生观察的方法。课前让学生预习，让每个学生都制作一个小孔成像实验器材，上课时学生们得意的拿出自己制作的实验器材进行实验，但有一小部分学生没有看到小孔成的像。没有做成功仪器的学生可与同桌共用，学生自己总结出小孔成像规律。实验结束后，让他们找出失败的原因，最后学生归纳出两点：第一，矿泉水瓶透光；第二，小孔成像的小孔做得太大。通过学生自制实验器材，激发学生的探究热情，让学生享受制作小孔成像仪器成功的喜悦，同时也发现自己的不足。这是培养学生创新能力的有效途径之一。

(栏目编辑王柏庐)

2个钩码。受浮力后大铁块对杠杆的拉力还是小铁块对杠杆拉力的2倍，仍符合杠杆平衡条件，故还能平衡。

师：问题的关键已答出，下面我们用数学语言写出推理过程。

∵杠杆平衡∴G1L1=G2L2（１）

ρ铁V1g L1=ρ铁V2gL2

∴V1L1=V2L2（２）

浸没水中，左边力矩：

（G1-F1）L1=G1L1-F1L1＝G1L1－ρ水V1g狶1 （３）

右边力矩：

（G2-F2）L2=G2L2-F2L2＝G2L2－ρ水V2g狶2 （４）

由（１）（２）（３）（４）得：左边力矩＝右边力矩。

一变例1：若杠杆两边挂的铁块质量是3倍，还平衡吗？（平衡）

二变例1：若杠杆两边挂的铁块质量相等，是等臂杠杆，还平衡吗？（平衡）

结论 杠杆两边挂同种物质平衡，同时浸没同种液体中仍平衡。

例2 若将例1的大铁块浸没酒精，小铁块浸没水中，杠杆还平衡吗？为什么？

众：不能平衡。

师：请说明原因。

生：既然两铁块浸没水中杠杆平衡，那么大铁块浸没酒精中受的浮力比在水中小，而且其它条件不变，当然不能平衡，浸没酒精的一端下沉。

（教师进行验证性实验）

拓展：如果把小铁块浸没酒精中呢？（哪边浸没酒精哪边下沉）

结论 杠杆两边挂同种物质平衡，同时浸没异种液体，液体密度小的那端下沉。

例3 若将例1的大铁块换成等质量的铜块，浸没水中，杠杆还平衡么？

生：不会平衡。因为铜块和换掉的大铁块质量相等（力臂不变），体积不等，浮力就不等，铜块体积小，铜块浸没水中受浮力小，因此铜块这端下沉。（教师进行验证性实验）

拓展：如果把小铁块换成等质量的铜呢？（哪边挂铜哪边下沉）

结论 杠杆两边挂异种物质平衡，同时浸没同种液体，物体密度大的那端下沉。

例4 若将例3中的大铁块换成等质量的铜块，平衡后，大铜块浸没酒精中，小铁块浸没水中，杠杆还平衡吗？

（学生思考，难以回答。）

师：问题比较复杂，我们用数学语言证明一下：

∵杠杆平衡∴G1L1=G2L2（１）

左边浸没酒精中，力矩：

（G1-F1）L1=G1L1-F1L1＝G1L1－ρ3V1g狶1

＝G1L1－ρ3G1×L1／ρ1

＝G1L1（１－ρ3／ρ1）（2）

右边浸没水中，力矩：

（G2-F2）L2=G2L2-F2L2＝G2L2－ρ4V2g狶2

＝G2L2－ρ4G2×L2／ρ2

＝G2L2（１－ρ4／ρ2）（３）

由（１）（２）（３）得：

若ρ1／ρ3＞ρ2／ρ4时，ρ１端下沉；

若ρ1／ρ3＜ρ2／ρ4时，ρ２端下沉；

若ρ1／ρ3＝ρ2／ρ4时，杠杆仍平衡。

3 小结

杠杆两边挂异种物质平衡，同时浸没异种液体，物体密度与液体密度的比值大的下沉。

拓展：若例4中，两边都浸入水银中呢？（浮力等于重力，杠杆不受拉力，平衡）

（教师强调前面的规律仅适合物体密度比液体密度大的情况，学生情绪饱满，受益匪浅。）

教学实践证明，用实验来辅助习题教学的策略，不但提高了学生学习的兴趣，而且能使学生的思维向纵向渗透，向横向发展，对培养学生发散思维，提高综合分析能力和知识迁移能力会收到事半功倍的效果。

(栏目编辑王柏庐)