一道力学试题的八种解法
http://www.newdu.com 2024/11/29 05:11:43 上海物理教育网 佚名 参加讨论
| 【题目】：试设计两种检验桌面是否水平的实验方案，并指出每种方案所使用的实验器材。
【分析】：这是一道考察学生在学习了重力的方向是竖直向下后，对“水平”概念的理解程度，旨在让学生掌握重垂线的应用，以及在所学的知识和生活中搜索“水平”的字眼，综合运用所学知识解决实际问题的能力。 题目布置后我对学生提出的要求是“自己准备器材，课堂演示你所的设计，可以请你的家长帮助。” 题目布置后正好是双休日，经过精心准备和设计，学生的参与积极性很高，每个同学都有1-2种方案，甚至更多，有的同学几人一组合作设计。下面就是从课堂教学中整理出来的设计方案。 【方案一】 实验器材：教具量角器 图钉 钩码 棉线 实验方法：实验装置组装如图，使用时只需将教具量角器底面接触桌面并且与桌面垂直，然后观察挂有钩码的棉线是否与90度线重合，如果重合则桌面水平，否则桌面不水平。 方法点评：本器材是我上课是使用的教具，学生由于具有感性认识，大部分学生都能想到该方法。另外也有一部分学生利用教具三角尺或木工用的“T”形尺代替教具量角器，也能达到检测目的。同样都是利用重垂线知识解决该问题。 【方案二】 实验器材：乒乓球 实验方法：将乒乓球置于桌面上，如果乒乓球静止不动，则桌面水平。如果桌面不水平，由于滚动摩擦力较小，乒乓球的重力在桌面方向就会产生一个分力使球滚动。 方法点评：使用这种方法时乒乓球必须放置在桌面光滑的部分，如果桌面凸凹不平就不能达到检测的目的。另外本方法中用充足气的篮球、足球和没有发条的玩具小汽车同样能达到检测目的。 【方案三】 实验器材：碗，水 实验方法：将碗放在桌面上，向其中加满水，观察碗内的水和碗口是否齐平。如果齐平则桌面水平，否则桌面不水平。 方法点评：该方法利用了水平的本义，借助于碗口和水面的比较，实验现象很明显，器材也简单。本方法成功的关键在于必须选择一个质量合格碗口碗底要平行的碗，否则不能达到检测目的。 【方案四】 实验用品：水 实验方法：将一小杯水倒在桌面上，观察水是向四面扩散还是只朝某一个方向流；如果是朝四面扩散，则桌面水平，如果只朝某一方向流，则桌面不水平。 方法点评：该方法考察了学生对水的形状不固定的性质和重力作用的理解和应用。 【方案五】 实验器材：两端开口的透明塑料管，水 实验方法：在透明塑料管里灌大半管水，分别用双手提着塑料管的两个开口端，使一端的水面与桌面相平，通过移动塑料管的另一端，观察另一端的水位是否与桌面相平。如果相平，则桌面水平，否则桌面不水平。 方法点评：这是生活中木工师傅和瓦工师傅经常用到的检测水平的方法，只要学生留意生活，就会想到这种方法。该方法同时也考察了学生对“水平”概念的理解。 【方案六】 实验器材：一端开口的玻璃管（配有橡皮塞）,水 实验方法：将玻璃管内灌水大约留一厘米长的空气柱，用橡皮塞将开口端塞紧。实验时将气泡赶至玻璃管的中间，轻轻地放平在桌面上，观察气泡是否移动，如果不动则桌面水平，否则桌面不水平。 方法点评：本方法中如何让气泡处于玻璃管地中央比较难做，必须有足够的耐心和细心。不过这又是生活中工人师傅检测水平的仪器，学生跟父母将该仪器带到学校来，演示效果就非常的明显。 【方案七】 实验器材：托盘天平 实验方法：先在一个水平台上将天平调节平衡，然后将天平移至待测桌面上，观察天平指针是否还指在分度盘的中央，如果在则桌面水平，否则桌面不水平。方法点评：这是实验册上的一道“WWW”思考题，对前面的托盘天平的原理和应用有巩固作用，同时也锻炼学生物理知识的相互联系，建立物体知识体系。 【方案八】 实验器材：弹簧测力计，带有提钩的木块 实验方法：在待测桌面上任意选择一个方向，用弹簧测力计拉着木块平行于桌面做匀速直线运动，记下弹簧测力计的示数，然后再沿相反方向测一次示数，垂直于原方向的两个相反方向各测一次。比较四次测得的数据，如果相等则桌面水平，否则桌面不水平。 方法点评：这种方法学生在学过了“探究影响摩擦力大小的因素”的实验，很容易想到。理论上如果桌面不水平，木块的重力会在平行于桌面的方向上产生一个分力，与摩擦力合成。只不过从事现在八年级物理教学或者教学研究的同仁都知道，力的合成与分解知识已经不做要求。从理论上讲解有一点障碍，教学中应引导学生通过斜面上的物理会向下运动这一实例去体会。另外这种方法的示数差可能会被实验误差所掩盖，所以选择木块的重力不能太小。 在这道题目的解决过程中，学生的参与积极性很高，能够联系实际生活中检测“水平”的方法，向家人请教，跟父母借器材，和同学讨论，联系所学的知识，灵活应用，学习效果十分明显。充分拓宽了知识面，提高了动手能力。达到了“从生活到物理，从物理到社会”的教学效果。 (责任编辑：admin) |
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