王高林
物理是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科,在實(shí)驗(yàn)過程中要用到很多實(shí)驗(yàn)方法.
(1)圖1是“測(cè)量滑動(dòng)摩擦力”的實(shí)驗(yàn),用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊在長(zhǎng)木板上滑動(dòng),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),根據(jù)二力平衡條件得出滑動(dòng)摩擦力的大小,這種實(shí)驗(yàn)方法叫轉(zhuǎn)換法;把一個(gè)小鐵塊放在木塊上方,如圖2所示,再次測(cè)量時(shí),發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大,這是因?yàn)樵谕粋€(gè)接觸面,,滑動(dòng)摩擦力越大.
(2)用天平稱量物體質(zhì)量時(shí),右盤砝碼的質(zhì)量加上游碼示數(shù)等于左盤物體的質(zhì)量,這種實(shí)驗(yàn)方法叫做等效替代法.圖3是測(cè)量物體質(zhì)量時(shí),所用砝碼和游碼位置的情況,則該物體質(zhì)量為g.
(3)用圖4裝置探究“動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系”,具體做法是:把不同的鋼球從相同的高度滾下,使鋼球到達(dá)水平面時(shí)獲得相同的,通過觀察,比較兩種情況下鋼球動(dòng)能的大小.實(shí)驗(yàn)過程除了用到轉(zhuǎn)換法,另外還用到了法.
上述試題是深圳市2015年的中考物理試題中的一部分,可見出題人不僅想考查學(xué)生,還想傳播一定的思想方法,想法不錯(cuò),但是好像有些值得商榷的地方.
1說說等效替代.
等效替代法是在保證某種效果(特性和關(guān)系)相同的前提下,將實(shí)際的、復(fù)雜的物理問題和物理過程轉(zhuǎn)化為等效的、簡(jiǎn)單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理問題的方法.天平測(cè)質(zhì)量的方法能否稱為等效替代法?顯然不能,這里沒有替代,完全就是杠桿原理.要說等效替代測(cè)質(zhì)量的方法,最典型的就是曹沖稱象.筆者再舉個(gè)例子:給你一根彈簧和合適的砝碼等器材,測(cè)一個(gè)物體的質(zhì)量.這里的思想可以讓被測(cè)物體與砝碼分別使彈簧伸長(zhǎng)量相等,從而得出被測(cè)物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量,這就是等效替代.
所以,原題中為傳授方法而勉強(qiáng)舉不妥的例子,應(yīng)該是傳播廣泛的中考試題之大忌.
2說說鋼球的速度
“不同的鋼球從相同的高度滾下,使鋼球到達(dá)水平面時(shí)獲得相同的速度”,要讓學(xué)生理解這個(gè)知識(shí)點(diǎn),對(duì)于初中學(xué)生好像還真的沒有什么好辦法,最多只能舉“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”的例子來幫助學(xué)生記憶——也只能是死記硬背的記憶了.所以,這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)于初中學(xué)生有硬傷,教學(xué)中一般也只是模糊處理,自然不應(yīng)該作為重點(diǎn)來考查.原題還專門在這里留出一個(gè)空成為考查點(diǎn),筆者認(rèn)為不合適,難道就為了考核學(xué)生死記硬背的功夫嗎?
3說說轉(zhuǎn)換法
物理學(xué)中對(duì)于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量,通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量,這種研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法.研究決定動(dòng)能大小的因素的實(shí)驗(yàn),常常被認(rèn)為是轉(zhuǎn)換法的典型例子.筆者卻有不同看法.
能的大小的判斷標(biāo)準(zhǔn):一個(gè)物體能夠做的功越多,則具有的能越大.能的大小不好直接測(cè)量,有了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)后就好測(cè)量比較了.本實(shí)驗(yàn)就是以此為原理,通過鋼球推動(dòng)木塊克服摩擦做功的多少來認(rèn)識(shí)動(dòng)能的大小.因?yàn)槟Σ亮Υ笮∠嗟龋?,把木塊推得越遠(yuǎn)則克服摩擦做功越大也就是鋼球的動(dòng)能越大.
(1)按照原始思路:木塊遠(yuǎn)→做功多→動(dòng)能大,一切順理成章,沒有轉(zhuǎn)換.
(2)如果簡(jiǎn)化:木塊遠(yuǎn)→動(dòng)能大.把動(dòng)能的大小用直觀的距離來量度,可以認(rèn)為用了轉(zhuǎn)換法.
(3)其實(shí),這個(gè)問題筆者更想說,在判斷能的大小的標(biāo)準(zhǔn)上用了轉(zhuǎn)換法——能夠做的功越大具有的能越大,但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)本身無需轉(zhuǎn)換——把木塊推的越遠(yuǎn)自然克服摩擦做的功越多.
作為傳播廣泛、對(duì)后來的教師的教及學(xué)生的學(xué)都頗有影響、有指導(dǎo)意義的中考試題,應(yīng)該是慎之又慎的,盡量不含有出題者個(gè)人主觀的認(rèn)識(shí).像問題(1),應(yīng)該避免;問題(2),應(yīng)該回避;問題(3),也有探討的余地.