楊尊榮
物理是以實驗為基礎(chǔ)的學科,而實驗的器材可以來自身邊的玩具、生活用品、學習文具等,下面介紹幾個小實驗.
■ 1. 轉(zhuǎn)盤飛出圓切線
桌上鋪一面積較大的白紙,找一形狀扁平中心有軸的圓盤. 用力在白紙上轉(zhuǎn)動圓盤,待其旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定后,用滴管在上面滴上有色液滴. 液滴由于做離心運動至邊緣后,會沿切線方向飛出. 如圖1所示,這個實驗?zāi)芎芎玫娘@示出做曲線運動的物體速度方向為切線方向.
■ 2. 水流柱畫出平拋軌跡
探究平拋運動實驗難點是平拋軌跡的獲得. 以用水流柱為例,難點是要使水流出的速度穩(wěn)定. 找粗細差不多的橡皮管和吸管各一根,將其連接在一起,橡皮管另一端連接在自來水龍頭上,打開水龍頭,由于自來水水壓穩(wěn)定,很容易就能獲得穩(wěn)定的水流,調(diào)節(jié)吸管出水口為水平方向即可獲得拋物線,如圖2所示,用一塊玻璃板放置于與水流柱同一豎直面上,用記號筆將水流形狀描下來,即可得到平拋軌跡. 描繪軌跡是要注意記錄出水口位置,吸管的水平方向. 通過軌跡可以分析平拋運動的規(guī)律.
■ 3. 彈簧秤稱出向心力
選一根圓珠筆桿,取一根較長的尼龍線.一端系一塊質(zhì)量較大的橡皮,另一端穿過筆桿,然后系在彈簧秤的秤鉤上. 調(diào)節(jié)尼龍線,使橡皮距圓珠筆桿的頂口線長為0.5 m左右. 握住圓珠筆桿,并在筆桿頭的上方盡量使橡皮在一個水平面內(nèi)做勻速圓周運動. 如圖3所示,此時彈簧秤示數(shù)為橡皮做勻速圓周運動的向心力. 為盡量使彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定,彈簧秤要固定在桌面上,轉(zhuǎn)動的速度不宜過快,轉(zhuǎn)動的半徑也不能太大. 此實驗可以探究向心力大小與哪些因素有關(guān).
■ 4. 文具演示最小速度
繩拴著一個物體在豎直平面內(nèi)做圓周運動,最高點的速度必須大于某一值,即最高點有個最小速度,同學在解題時容易想當然認為繩和桿一樣,最高點速度可以為零. 做個對比實驗:將圓珠筆當作桿,橡皮套在筆尖上,將筆繞筆尾在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,在最高點時筆桿可以將橡皮頂住,使其靜止;用一段細線系住橡皮,做同樣的圓周運動,隨著轉(zhuǎn)速減緩,會發(fā)現(xiàn)橡皮不能做完整的圓周運動了,將橡皮用手拉到豎直平面的最高點,此時橡皮速度為零,放手后會發(fā)現(xiàn)橡皮直接做自由落體運動,根本不可能做圓周運動. 通過對比明白繩、桿模型的區(qū)別,并進一步分析出繩模型最高點的最小速度vmin=■.
只要開動腦筋,多做小實驗,相信每個人都能成為動手能力強,學習成績優(yōu)異的學生!