一、實驗原理發(fā)生遷移
實驗原理的遷移是對學(xué)生實驗?zāi)芰疾榈囊淮罅咙c,它要求教師在教學(xué)中能進行多層次、多角度、多方向的思考,切實培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。
例1.如圖l所示,這根農(nóng)用水泵的水管是水平的,若僅有一卷鋼尺和一根直棍,測量哪些物理量就能估算出水泵的流量?
分析:本題可以轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟悉的“平拋運動”的實驗原理。學(xué)生只要測量出管口的直徑,以及水流中某點到管口的x、y值,就能得出流量,從而大大降低這道題的難度。
二、實驗內(nèi)容走向社會
教師要引導(dǎo)學(xué)生從物理走向社會,讓學(xué)生感受到物理知識融入了生活,對社會發(fā)展有著巨大的推動作用。此外,教師還要善于培養(yǎng)學(xué)生把書本知識轉(zhuǎn)化為實踐的能力。
例2.如圖2所示,物體M在導(dǎo)軌上平移時,帶動滑動變阻器的金屬桿P,通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)反映物體位移的大小x,假設(shè)電壓表是理想的,則( )。
A.物體M運動時,電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化
B.物體M運動時,電壓表顯示的數(shù)字會發(fā)生變化
C.物體M不動時,電路中沒有電流
D.物體M不動時,電壓表沒有電流
分析:這一實驗題把全電路歐姆定律和部分電路歐姆定律的知識運用到了社會生活當(dāng)中。
三、實驗過程演變?yōu)樘骄窟^程
讓學(xué)生經(jīng)歷探究的過程,提高自主學(xué)習(xí)的能力,體現(xiàn)了“注重自學(xué)”的理念。
例3.某同學(xué)用圖3所示的裝置,做彈力和彈簧伸長關(guān)系的實驗,他先測出不掛砝碼時,彈簧下端指針?biāo)甘镜臉?biāo)尺刻度。然后,他在彈簧下端掛上砝碼,并逐個增加砝碼,逐一測出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,所得數(shù)據(jù)如表1(重力加速度g=9.8m/S2):
(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù),在如圖4所示的坐標(biāo)紙上,畫出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x與砝碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線。
(2)根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷,在 ______N范圍內(nèi),彈力大小與彈簧伸長關(guān)系滿足胡克定律,這種規(guī)格的彈簧勁度系數(shù)為_______N/m。
分析:根據(jù)數(shù)據(jù)畫出曲線,我們可以看出在0~4.9N范圍內(nèi),彈力大小與彈簧伸長關(guān)系是一條直線,說明在這一范圍內(nèi)滿足胡克定律,k=25.0N/m。
四、實驗類型由驗證型轉(zhuǎn)向設(shè)計型
由傳統(tǒng)的實驗原理、步驟、方法、數(shù)據(jù)處理、誤差分析的考查轉(zhuǎn)化為開放、設(shè)計型實驗是新課程的要求,也是學(xué)生實驗?zāi)芰Φ淖罡唧w現(xiàn)。
例4.某同學(xué)設(shè)計了一個實驗電路(如圖5所示),用以測定電源電動勢和內(nèi)阻,使用的實驗器材為:待測干電池組(電動勢約3V)、電流表(量程0.6A,內(nèi)阻小于1Ω)、電阻箱(0~99.99Ω)、滑動變阻器(0~10Ω)、單刀雙擲開關(guān)、單刀單擲開關(guān)各一個及導(dǎo)線若干。考慮到干電池的內(nèi)阻較小,電流表的內(nèi)阻不能忽略。
(1)該同學(xué)按圖5所示進行連線,通過控制開關(guān)狀態(tài),測得電流表內(nèi)阻約為0.20Ω。試分析該測量產(chǎn)生誤差的原因是______。
(2)簡要寫出利用圖5所示的電路,測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗步驟:
①______________________________________
②______________________________________
(3)圖6是由實驗數(shù)據(jù)繪出的■R圖像,由此求出待測干電池組的電動勢E=_________V、內(nèi)阻r= ________Ω。(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
分析:此題創(chuàng)新地考查了學(xué)生實驗原理、誤差分析、實際操作、變換物理關(guān)系式、靈活處理實驗數(shù)據(jù)等綜合方面的能力,很好地培養(yǎng)了學(xué)生的各種實驗?zāi)芰Α?br/> (作者單位:江蘇省金壇市第四中學(xué))