殷海洋

(泗陽(yáng)致遠(yuǎn)中學(xué) 江蘇 宿遷 223700)

平拋演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

殷海洋

(泗陽(yáng)致遠(yuǎn)中學(xué) 江蘇 宿遷 223700)

演示實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分.它的主要作用是直觀、具體、形象地展示出抽象的物理規(guī)律.課本上有很多演示實(shí)驗(yàn)，但有的演示實(shí)驗(yàn)在反映物理規(guī)律方面有時(shí)現(xiàn)象不太清晰或不理想.但稍作改動(dòng)效果就可能非常好.

在高一物理課本必修2(普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書、人教版)“3.拋體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”這一節(jié)中有一演示實(shí)驗(yàn).

如圖1所示，用一小錘打擊彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球被松開，自由下落，A，B球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng).觀察兩球哪個(gè)先著地？這一實(shí)驗(yàn)是用來(lái)說(shuō)明平拋的A球運(yùn)動(dòng)的豎直分量為自由落體運(yùn)動(dòng).實(shí)驗(yàn)中關(guān)鍵的一點(diǎn)是要確定A，B兩球是否同時(shí)落地，是則實(shí)驗(yàn)成功，否則實(shí)驗(yàn)失敗.實(shí)驗(yàn)設(shè)置的目的是讓實(shí)驗(yàn)者在實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)眼睛觀察小球是否同時(shí)落地或通過(guò)聽兩球落地的聲音來(lái)判斷小球是否同時(shí)落地.但由于小球處于運(yùn)動(dòng)中且速度很快，用眼睛來(lái)觀察小球落地時(shí)的狀態(tài)是很困難的；而小球落地的瞬間會(huì)快速反彈幾次，通過(guò)耳朵聽小球落地的聲音來(lái)判斷兩球是否同時(shí)落地幾乎不可能.但教材及教參都是這樣設(shè)置的.

圖1 教材中的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

筆者認(rèn)為只要對(duì)實(shí)驗(yàn)作一些小小的改進(jìn)，就會(huì)很清楚地觀察到同時(shí)落地這一結(jié)果且不會(huì)產(chǎn)生歧義，改進(jìn)后的裝置如圖2所示，在原裝置的基礎(chǔ)上引進(jìn)兩個(gè)不同顏色的發(fā)光二極管(LED)，在小球落地的位置各裝上一對(duì)薄銅片(處在上方的銅片稍微大些)，并將其作為兩發(fā)光二極管(LED)的電路開關(guān)，電路如圖3所示.

圖2 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置

圖3 改進(jìn)裝置的電路圖

當(dāng)兩球落下時(shí)分別打擊兩處的銅片，使上方的銅片與下面的銅片接觸，兩電路同時(shí)被接通，兩發(fā)光二極管(LED)同時(shí)發(fā)光.這就很好地說(shuō)明了兩球同時(shí)落地這一結(jié)果.這樣就非常直觀且非常明顯地證明A球在豎直方向與B球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全相同，即自由落體運(yùn)動(dòng).實(shí)驗(yàn)裝置中可將兩燈裝在一起以便于學(xué)生觀察，為了使小球準(zhǔn)確地落在銅片上，可將小錘柄固定在一點(diǎn)“O”，使小錘能繞“O”點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在適當(dāng)?shù)奈恢霉潭ㄒ欢ㄎ凰?，使小錘每次都從同樣的高度擺下來(lái)，保證每次的打擊力度相等，從而保證A球能準(zhǔn)確地打到銅片上.

2017-02-07)