探究高考力学实验教学



探究高考力学实验教学

◇陕西张凤1高波1张改宁2

高考物理必有力学实验题,考试题变化多端,但万变不离其宗,离不开基本的实验仪器和基础的物理知识．大多高考力学实验题源于教材又高于教材,主要考查学生的迁移能力、创新能力、设计实验能力,故除了基本的实验要求外,教师在物理教学过程中还需做到以下几点.

1加强测量仪器的使用方法教学

1) 加强测量仪器原理的教学,引导学生思考,让学生知道物理仪器的测量原理,从而更好地掌握测量仪器的使用．

2) 加强测量仪器使用方法的教学,让学生知道仪器的正确使用方法,并会对出现的现象和问题加以分析解决．

3) 加强测量仪器读数方法的教学,强调认识单位,判断标度和刻度,注意估读位．高中阶段涉及的仪器读数有秒表、刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、弹簧秤、电流表、电压表等．

4) 加强类比分析的教学,让学生将所学测量仪器知识推广应用,学会用类似的方法使用其他相似的仪器．

2加强实验思维能力的教学

1) 加强培养学生基础知识和实验相结合的能力,用实验理解基础知识,用基础知识分析实验,测量相关物理量和验证物理规律．

2) 培养学生实验思维习惯,提高实验思考问题的能力．如要测量某物理量或者验证某规律,要会思考如何设计、操作、分析实验;给定一个实验,思考与哪部分知识相关？实验目的是什么，怎么做，结果是什么.

3) 加强学生严谨的实验习惯,严谨细致、坚持不懈、探索追求是物理实验的基本要求．

4) 强调多次测量求平均值或者多次验证．

图1

完成下列填空:

(1) 将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图1-甲所示,托盘秤的示数为1.00 kg;

(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图1-乙所示,该示数为________kg;

(3) 将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置释放小车,记录各次的m值如表1所示.

表1

(4)根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为________N;小车通过最低点时的速度大小为_______m·s-1．(重力加速度g取9.8 m·s-2,计算结果保留2位有效数字)

答案(1) 1.40. (4) 7.9, 1.4.

分析台秤的读数类比于直尺的读法,注意单位和估读位,读数结果为1.40 kg．

台秤受到压力,所以指针偏转．本题中台秤受到的压力来自凹形桥,小车运动中对凹形桥也有压力,所以台秤的读数大小应该等于凹形桥的重力加上小车对凹形的压力．计算小车通过最低点时对凹形桥的压力,应是台秤读数减去凹形桥的重力．计算中要注意多次测量求平均值以及结果转换,将质量转为对应的力．

3加强综合应用知识能力、分析解答问题能力的教学

1) 加强基础知识的整合．让学生扎实掌握基础知识,然后将各部分知识联系起来,系统掌握基础知识．

2) 加强学生类比分析问题能力的教学．让学生养成类比分析的习惯，比如,质量分布均匀的物体,其体积和质量成正比,可以推出质量分布均匀,粗细均匀的铁丝其质量和长度成正比.类比分析,理想的弹簧,其长度和匝数也是成正比的．

3) 加强学生推理能力的培养．教学生学会从表格、图象中判断或推导出物理量之间的关系，根据物理量的关系推断图象情况.

4) 加强应用数学方法处理物理问题的教学．

图2

表2

(1)将表中数据补充完整:①____,②____．

(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图3给出的坐标纸上画出1/k-n图象．

图3

(3)图3中画出的直线可以近似认为通过原点,若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系表达式为k=________N·m-1;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系表达式为k=________N·m-1.

分析(1) 分析表格数据,知道① 要填的是k,结合胡克定律F=kx,弹簧受力均匀,任取一小段弹簧,其弹力大小都为F=mg=0.1×9.8 N=0.98 N．故取P0到P2的一段弹簧计算k,即

(2) 考查学生的作图能力,建立坐标系—取横纵坐标物理量以及标度和刻度—描点—连线,如图4．

图4

力学实验教学中要加强理论和实验相结合的教学,加强学生的使用仪器能力、实验思维能力、综合分析解答问题能力的教学,以提高教学质量和学生的学习成绩,达到提高学生的综合科学素质的目的．