简易小实验 课堂好效果

摘 要：针对常规演示实验中出现效果不理想的情况，从学生实际出发，利用身边常见的材料，设计简易的小实验，取得了良好的演示效果，以期为一线教师的课堂教学提供一些参考。

关键词：器材简易;效果明显;物理实验

在物理学习过程中，很多概念和规律的学习往往需要借助物理实验来帮助理解。课堂上有效的演示实验，可以使学生对物理概念和规律的理解层次得到提升。因此，效果好的演示实验无疑是学生学好物理知识的助推剂，但是，在实际的教学过程中，教师往往苦恼于实验器材难找，演示实验效果也常常感觉不满意。笔者在多年的物理教学实践过程中，积累了一些实验方面的经验，利用身边非常简单易得的器材，就可以设计出效果非常好的演示实验，下面挑选几个与大家共享。

实验一：体验重力在斜面上的作用效果

在“力的分解”这一节课中，演示重力在斜面上的作用效果，通常是在斜面方向和垂直斜面方向各放一块海绵，引导学生观察海绵被压凹陷的效果，根据力的实际作用效果得出：重力在斜面上可以分解为沿斜面方向和垂直斜面方向的两个分力。但是，学生因为初学力的分解，对重力在斜面上的实际作用效果没有切身体会，理解起来格外吃力，而且仅凭两块海绵的凹陷，如何就能看出作用效果沿两个互相垂直的方向的？学生疑虑重重。针对这种情况，我们可以利用一些常见的材料，设计一个简易的实验，引领学生体验重力的实际作用效果。

实验材料：多功能平板（含附件）、小车、斜面小槽、小桶（两个）、沙、滑轮、细线。

实验步骤：

1.安装斜面：按照图1装置搭建好竖直平板，固定两个滑轮和斜面小槽;

2.斜面方向上的平衡：将小车侧面的细线绕过滑轮，先调节斜面和滑轮的位置，使细线平行于斜面，再调节下挂小桶内的沙量，使小车静止在斜面上;

3.调节垂直细线的方向：将小车顶部的细线绕过另一个滑轮，下挂小桶，调整小车位置，使细线沿着垂直于斜面的方向;

4.垂直斜面的平衡：调整桶内的沙量，使小车恰好被吊离斜面，不依靠斜面的支撑仍然静止在原来的位置上;

5.撤去斜面的平衡：移去斜面，小车仍然静止在原位置不动。

经过这个实验，学生体验到了重力沿斜面向下和垂直斜面向下的两个作用效果，此时将重力分解为沿斜面向下和垂直斜面向下的两个分力就不难理解了。

两个说明：

1.为方便比较两根细线是否垂直，可在斜面上贴上量角器。

2.限于实验仪器，本实验的滑轮不能连续移动，故通过调整斜面使细线方向符合要求。

实验二：共点力的平衡

在研究共点力的平衡条件时，我们往往从研究两个力的平衡入手，然后逐步延伸到多力的平衡。演示二力平衡，通常直接将物体受到的两个力置于同一直线上，一步到位地满足平衡条件，学生被动接受，失去了探究思考的过程。其实，我们可以利用身边常见的易拉罐，设计一个简单的对比实验。

实验材料：一个空的易拉罐、一杯水。

实验步骤：

1.尝试将空的易拉罐倾斜地放在桌面上，易拉罐倒下;

2.将水加至易拉罐约三分之一罐，然后将易拉罐倾斜地放在桌面上（大约450），易拉罐不倒。此时用手戳一戳易拉罐，它还可以保持倾斜姿势在桌面上转圈而不倒下。

实验说明：水能调节易拉罐的重心位置，使倾斜易拉罐受到的重力和支持力处于同一条直线上，重力和支持力保持平衡，所以易拉罐不倒。

这样一个有趣的对比实验，使学生在实验的过程中不断地产生疑问，而这些疑问又牵引着学生进一步思考、分析，使得学生对二力平衡的条件有了较为深刻的认识，并且为进一步研究多力平衡条件提供了思考的方向。

实验三：探究重力的方向

重力的方向问题，历来都令初学者们非常头疼，原因之一，是因为我们对重力的认识全凭想象，对于这样一个看不见、摸不着的力，却要研究它的方向，难上加难。为了得出重力的方向，通常会设计一个简单的实验：悬挂着的物体，由悬绳的方向得出重力的方向。但是，學生往往会产生这样的疑问：重力的方向一直这样吗？这次实验会不会是一个特例？为此，我们设计了如下实验。

实验材料：悬挂在铁架台横杆上的重垂线、教学用的大三角板。

实验步骤：

1.准备好悬挂在铁架台横杆上的重垂线，并将这个装置放置于水平桌面上;

2.将大三角板的一个直角边紧贴在水平桌面上，然后竖起另外一个直角边慢慢地贴近重垂线，发现重垂线和水平桌面互相垂直;

3.将铁架台底座的一端垫高，待绳子停止摆动，仍然用三角板的一个直角边紧贴桌面，另一直角边慢慢贴近重垂线，可以看到重垂线仍然垂直于水平桌面;

4.改变不同的倾角，重复上述实验，可以看到重垂线总是垂直于水平桌面。

通过实验，学生亲眼看到，重垂线的方向总是保持不变，总是和水平面相互垂直。我们把垂直于水平面的方向称为竖直方向，结合所学知识，学生很容易就得出这个正确的结论：重力的方向总是竖直向下。

实验四：“上滚”的圆锥

演示重心与稳定的关系，实验室往往没有现成的器材，我们通常会自制器材完成实验：找两个空饮料瓶，剪去下半截，对接成一个双锥体。再取两根细木棍，摆成八字形倾斜轨道。将双锥体放在轨道更低的一端，发现双锥体会自动地向轨道的高端滚去。实验做到这里，我们往往就开始分析实验现象，得出重心与稳定的关系。其实，单凭这个实验现象，就得出重心与稳定的关系，证据未免单薄了些，如果能加上一个对比小实验，可信度会提高许多。具体操作如下：取一个圆柱状的易拉罐，放在轨道更高的一端，易拉罐自动地从轨道高端往低端滚下。通过分析这两个小实验中滚动物体重心高度的变化，进而得出重心与稳定的关系，相信更有说服力。

实验五：静电“金丝菊”（摩擦起电，电荷间的相互作用）

实验材料：干燥的羊毛一块、黄色的塑料丝（撕成细条，一端捆扎在一起），PVC塑料管一段（家里的噴壶也可以），丝绸一块，玻璃棒一根。

实验步骤：

1.将塑料丝平放在绝缘桌面上，用干燥羊毛（干燥毛巾、卫生纸也可以）多次往同一方向摩擦塑料丝;

2.用羊毛摩擦PVC塑料管;

3.提起塑料丝迅速抛向空中，塑料丝在空中成金丝菊状散开。接着用刚才摩擦过的PVC管靠近塑料丝，在塑料管的排斥下，“金丝菊”飘浮在空中，如图2。此时若有一位同学用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近塑料丝，可以看到空中的“金丝菊”向着玻璃棒飘了过来！

比起常规的用玻璃棒、橡胶棒加上验电器进行演示，这样一个有趣而且可见度很大的演示实验，效果不言而喻。

实验六：楞次定律——来拒去留

实验材料：用漆包线绕成的线圈一个、透明塑料管一根、强磁铁一块、led灯泡一个

实验步骤：

1.如图3，将线圈套在透明塑料管上;

2.使线圈两端断开，让强磁铁从塑料管上端落下，可以看到磁铁的下落几乎没有受到任何阻碍;

3.将线圈两端接触，使整个线圈形成闭合回路，再让磁铁从塑料管上方落下，可以看到磁铁的下落受到明显的阻碍作用，体现为“来拒去留”：磁铁从上方靠近闭合回路时，导致线圈的磁通量增大，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，从而对磁铁产生排斥作用;而当磁铁从下方远离闭合回路时，线圈的磁通量减小，因而感应电流的磁场要阻碍磁通量减小，从而对磁铁产生吸引作用;

4.给线圈两端接上一个led灯泡，再次让磁铁从塑料管上端落下，可以看到小灯泡发光。由于灯泡的电阻很大，因此感应电流很小，从而使得阻碍作用并不明显。

这个演示实验器材简单，但却让学生观察到明显的“来拒去留”作用，直观地“看到”了楞次定律，教学效果非常好。

以上所述是笔者在平时的教学过程中得到的一些收获，写出来与同行交流，希望对同行有所帮助，也希望借此交流机会能得到同行更多的宝贵经验。

参考文献

[1]普通高中课程标准实验教科书物理必修1[M].山东：山东科学技术出版社，2011.

[2]普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1[M].山东：山东科学技术出版社，2011.

[3]普通高中课程标准实验教科书物理选修3-2[M].山东：山东科学技术出版社，2011.

[4]周鹏.几个简单效果明显的课堂演示实验[J].中学物理教学参考，2017（6）：38-39.

作者简介：吴必柳.女，1971年12月生，福建永安人，毕业于福建师范大学物理系物理教育专业，主要从事高中物理教学，中学一级教师，永安市学科带头人。曾获三明市高中物理片段教学比赛一等奖、永安市教学比武一等奖、永安市优秀教研组长、永安市优秀教师等荣誉。