胡 琦

(浙江省桐鄉(xiāng)鳳鳴高級中學(xué) 314500)

物理教學(xué)采取生活中常見器材來演示可以使得物理貼近生活，使得學(xué)生更好的理解物理與生活的緊密結(jié)合.在物理教學(xué)中教師要盡量取材生活中常見的材料來演示物理實驗，使得學(xué)生愛上物理，喜歡物理，物理實驗生活化可以使得學(xué)生從理論到實踐的轉(zhuǎn)化更容易接受.下面是筆者總結(jié)的幾個常用實驗和同仁一起探討.

1 利用簡易器材做實驗使得物理教學(xué)生活化

實驗裝置力求結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便.簡單的儀器還容易突出實驗的物理原理，而不為那些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)所干擾，使得學(xué)生更好的理解物理本質(zhì).

案例1利用酒精和礦泉水瓶演示氣體做功與內(nèi)能變化關(guān)系

這個實驗的最大優(yōu)點是取材簡單操作方便.可以激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)熱情.

2 利用有趣實驗教學(xué)使得物理教學(xué)生活化

趣味的探究性實驗可以很好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，要想使得實驗生活化就需要用到生活中常見的物品來做物理探究實驗.試電筆和輝光球是生活中常見的物品，我們可以利用這兩樣器材做探究電場強度和電勢差的物理實驗.

案例2利用輝光球和試電筆來探究點電荷周圍靜電場的電場強度和電勢差

【實驗材料】一根透明吸管、一個輝光球和8個綠色氖管(也叫氖泡).

【實驗步驟】將透明吸管用剪刀從一側(cè)剪開，將七個氖管首尾順次連接.在輝光球沒有接通電源時，氖管不發(fā)光.接通電源7個氖管同時發(fā)光，如圖1.

圖1

【實驗原理】輝光球是屬于電場發(fā)光原理，輝光球里的惰性氣體，在高壓電場作用下使得里面的惰性氣體內(nèi)部電子發(fā)生躍遷，電子躍遷會發(fā)出不用顏色的光.由于氣體在球體內(nèi)部運動的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致中心點到邊緣不同位置電阻產(chǎn)生差異，電阻小的位置先放電，當用手接觸輝光球外面面不同位置，接觸處距離球體中心電阻小，形成放電通路.可以認為輝光球中心球體周圍形成的電場與點電荷電場類似.氖泡，一種無色惰性氣體(氖氣)的燈泡管，裝在驗電筆中，在電場激發(fā)下能產(chǎn)生透射力很強的紅光(也有其他顏色)，當物體帶電時，用電筆測試氖泡發(fā)光，否則氖泡不亮；光的亮度隨電壓大小而變.氖管發(fā)光屬于惰性氣體發(fā)光，一般當氖管兩端電壓達到60V以上就會發(fā)光.通過混合不同比例的惰性氣體會發(fā)出不同顏色的光.此實驗中發(fā)出綠光的氖管是由Ar80%,Ne20%兩種氣體混合而成.在某一個瞬間輝光球周圍的靜電場分布與點電荷類似，可以用一個氖管放到穿到透明吸管上演著半徑方向放置，從遠到近靠近輝光球，會發(fā)現(xiàn)氖管發(fā)光亮度增強說明周圍電場強度增大(也說明周圍電勢差增大).在輝光球周圍固定位置將氖管放置方向從沿著半徑變成垂直于半徑方向發(fā)現(xiàn)氖管熄滅，此實驗可以說明電場是有方向的.以輝光球為中心等遠處球面上移動氖管發(fā)現(xiàn)氖管發(fā)光亮度不變說明這些位置處的電勢差相同.同時將多個氖管串聯(lián)使得實驗的可視性更好.

【實驗優(yōu)點】實驗取材生活常見的工藝品輝光球和試電筆中的核心部件氖管，符合物理教學(xué)生活化的理念.用生活中常見物品來探究高中物理教學(xué)中的教學(xué)難點靜電場，靜電場有力的性質(zhì)(電場強度)和能量性質(zhì)(電勢、電勢差).實驗過程從一個氖管發(fā)光到多個氖管發(fā)光可以更好地激發(fā)學(xué)生的對物理實驗的興趣.把看不見摸不著的靜電場通過氖管發(fā)光現(xiàn)象來可視化，通過在等距離處氖管發(fā)光強度相同說明電場在輝光球周圍空間對稱分布.通過在固定位置旋轉(zhuǎn)一個氖管，氖管從發(fā)光到不發(fā)光來說明電場是有方向性的，說明電場是矢量，由于靜電場可以使氖管發(fā)光說明電場也具有能量.

3 利用生活資源做實驗使得物理教學(xué)生活化

借用生活材料物品開展內(nèi)容豐富、形式多樣的實驗教學(xué)，可體現(xiàn)教師教學(xué)的個性和自創(chuàng)性.

案例4利用微型電風扇做系列實驗

【實驗材料】3V微型電風扇(即微型電動機)3個，實驗室小車1輛、4節(jié)5號電池，12V臺式電腦風扇一臺(舊電腦CPU散熱用)，發(fā)光二極管2.5V一只，細長鐵片長20cm寬1cm左右，塑料擋板10cm×10cm ,條形磁鐵一對，直徑1cm的銣鐵硼強磁鐵5塊、實驗室常用工具.

【實驗步驟】(1)演示作用力與反作用力

將微型電風扇固定在小車上，在電風扇外側(cè)固定如圖2(a)，保證障電風扇吹出的風大部分吹到后面擋板上面.打開電風扇開關(guān)，風扇開始轉(zhuǎn)動，但小車繼續(xù)保持靜止，撤掉擋板,如圖2(b)，小車開始運動.請學(xué)生分析下列問題：有擋板時，打開開關(guān)小車為什么可以保持靜止？撤掉擋板，小車開始運動，分析風扇吹風的方向.

圖2

(2)演示能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象

如圖3將兩個電動機1.5V 5號電池盒兩個電動機如圖連接起來.觀察實驗現(xiàn)象.電池與電動機兩個導(dǎo)線連接，通過橡皮筋連接到另外一個電動機上，如圖右側(cè)電動機的兩個導(dǎo)線與發(fā)光二極管連接，接通開關(guān)觀察實驗現(xiàn)象.

圖3

【實驗原理】實驗(1)是電風扇運動使得空氣被吹動，在有擋板時候葉片獲得向前的作用力，通過空氣擋板獲得空氣作用力，擋板與電風扇與小車連接，導(dǎo)致小車受到的合力為零，移開擋板葉片獲得向前作用力而運動.實驗(2)通電導(dǎo)線(電流)在磁場中會受到安培力作用，電流磁場與安培力之間滿足左手定則關(guān)系.實驗(3)是線圈在磁場力切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢使得二極管發(fā)光.實驗(4)電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化電動機電能和動能和內(nèi)能，左側(cè)電動機帶動右側(cè)電動機轉(zhuǎn)動將動能轉(zhuǎn)化為電能和內(nèi)能，通過二極管轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?

【實驗優(yōu)點】以微型電風扇為中心開展了4個實驗，這些實驗操作性強可以激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情，生活當中的很多物品都蘊含著豐富多樣的物理特性，如常見的氣球、乒乓球、礦泉水瓶等，只要合理運用，他們在不同的物理場景中可以發(fā)揮出不同的作用，呈現(xiàn)出形式多變且新奇有趣的物理現(xiàn)象.學(xué)生在驚奇于生活中如此平凡的一個物品居然可以有如此之多的應(yīng)用的同時也會感嘆物理世界的神奇，從而激發(fā)他們對物理學(xué)習(xí)的興趣.

4 利用低成本材料使得物理教學(xué)生活化

用自制教具進行電場線教學(xué)常用的幾種電場線分布中，用低成本實驗來進行模擬演示、培養(yǎng)觀察能力，分析能力、形象思維的能力，達到理論與實踐相結(jié)合.

案例5利用低成本材料模擬電場線

【實驗材料】感應(yīng)起電機、自制的容器器具一套、數(shù)碼攝像頭、或投影機、多媒體教學(xué)設(shè)備一套.

【器材制作】頭發(fā)屑與油的制作，首先將比較粗的頭發(fā)切成2mm長，然后去油烘干后放入高壓變壓器油中(變壓器油的絕緣性很好)即可.正點電荷周圍的電場中，每一點的場強方向都是背離正點電荷，按照場強方向畫出來的電場線應(yīng)該是以正點電荷為中心向外發(fā)散的射線.使用時先均勻搖動頭屑油，使頭屑懸浮在油里再到入容器中形成雜亂無規(guī)則形狀，并將金屬小球與起電機的一個放電桿接通，帶電后的小球可以近似看作點電荷.

【實驗展示】如圖4和圖5，觀察點電荷實驗圖形并繪圖看圖可方便的畫出電場線平面分布圖，也就是一個點電荷電場線的截面圖.

圖4 圖5

如果在點電荷附近加一個等量異種電荷，或者同種電荷，通過實驗來顯示.仍然將頭發(fā)屑油放入容器中，將兩個相同的金屬小球同時放在油中接通同種電荷或異種電荷，就觀察到如下圖6系列.

圖6

將容器內(nèi)的頭發(fā)屑恢復(fù)到雜亂無規(guī)則形狀，將小球與平板放在油中，分別與起電機的兩個放電桿接通，搖動起電機，使小球與平板帶異種電荷，實驗現(xiàn)象略.

“用電場線的疏密度來表示場強大小，場強大小處處相同，即電場線的疏密處處相同，場強方向處處相同，電場線一定是距離相等的平行直線”.用兩塊平行金屬板放入容器中接通異種電荷就可觀察到中部區(qū)域的電場就是勻強電場，如圖7和8.

圖7 圖8

【實驗優(yōu)點】通過上述實驗，把復(fù)雜的電場線，簡單形象直觀地模擬出來，使學(xué)生觀察到幾種常用電場的電場線分布，歸納出電場線的特征，而畫出假想的電場線曲線圖.該實驗器具教師邊做實驗、邊教、學(xué)生邊學(xué)、邊畫，實驗操作簡單方便、可靠性強、便于自制等特點.實驗完畢后將頭屑油到入小瓶中就可反復(fù)使用.