沙桂榮

（江西省寧都縣第三中學，江西 寧都 342800）

力學實驗探究能力培養(yǎng)例析

沙桂榮

（江西省寧都縣第三中學，江西 寧都 342800）

從培養(yǎng)對實驗的分析論證能力、培養(yǎng)對實驗的創(chuàng)新設計能力、培養(yǎng)靈活應對的綜合探究能力三方面進行剖析，以培養(yǎng)學生良好的物理實驗探究能力。

學生；力學；探究；培養(yǎng)

由于力學知識中所涉及的實驗比較多，有助于培養(yǎng)學生良好的實驗探究能力。下面結合生活中常見的彈力、重力、摩擦力，研究如何充分利用力學實驗培養(yǎng)學生的實驗探究能力。

一、培養(yǎng)對實驗的分析論證能力

例1（2015年江蘇省宿遷市中考物理題）：小明用如圖1所示實驗裝置探究影響滑動摩擦力大小的因素。（1）實驗中，小明將長方體木塊（長、寬、高各不相同）置于水平木板上，用彈簧測力計沿水平方向拉動，應使木塊做______運動。

圖1

（2）在猜想了可能影響滑動摩擦力大小的因素后，小明進行了相關實驗，記錄的數據如下表：

序號 木塊放置情況 木板表面情況 木塊上放置 彈簧測力的砝碼個數 計示數F/N①平放 木板 0 2②平放 木板 1 2.8③平放 木板上鋪上棉布 1 3.4④側放木板 0 2

1）分析序號____兩組數據可得出結論：滑動摩擦力的大小與接觸面積大小無關。2）分析序號①、②兩組數據可得出結論：在接觸面粗糙程度相同時，____越大，滑動摩擦力越大。3）小明發(fā)現自己的運動鞋底有較深的花紋，這種現象可用分析序號____兩組數據得出的結論來解釋。

解析：本實驗借助二力平衡的知識，可以間接測出木塊所受的滑動摩擦力大小，因此應使木塊做勻速運動。根據控制變量法可知，要研究滑動摩擦力的大小與接觸面積大小是否有關，必須保持接觸面粗糙程度以及壓力大小不變，故應選①④。通過分析①②兩組數據可知，在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大。小明發(fā)現自己的運動鞋底有較深的花紋，這是為了增加接觸面粗糙程度，防止打滑，這種現象可用分析序號②③兩組數據得出的結論來解釋。答案：（1）勻速直線。（2）1）①④，2）壓力，3）②③。

點評：本題通過設計實驗情景，巧妙地考查了學生對探究過程的分析論證能力和對數據、表格、圖像的分析能力，同時領會了控制變量的科學探究方法，是一道較有深度的科學探究考查題。通過該類型的實驗探究，可以提高學生們的實驗分析論證能力。

二、培養(yǎng)對實驗的創(chuàng)新設計能力

例2：小麗用身邊的器材做實驗，驗證杠桿的平衡條件。（1）塑料直尺放在圓柱形水杯上，使其在水平位置平衡，如圖2甲所示。則支點O與直尺的____一定在同一豎直線上。（2）往直尺兩端放不同數量的相同硬幣，并調節(jié)硬幣位置，使直尺在水平位置平衡，如圖2乙所示。1）若將左、右兩側各取下一枚硬幣，則直尺___端將下沉。2）小明測出乙圖中的L1、L2作為力臂的大小，是否正確？為什么？

圖2

解析：解答本題時應緊扣杠桿平衡條件進行分析。圖甲中要想保持平衡，支點O與直尺的重心一定要在同一豎直線上。圖乙中若將左、右兩側各取下一枚硬幣，可以使用極端假設法分析杠桿是否仍能保持平衡，假設左、右兩側都取下兩枚硬幣，則左端已沒有硬幣，而右端仍有一枚，故將往右端沉。力臂是支點到力的作用線的垂直距離，顯然小明測出乙圖中的L1、L2作為力臂的大小會比實際力臂更短。答案：（1）重心（或中心）；（2）1）右；2）不正確。因為力臂是支點到硬幣重力作用線的垂直距離。圖中的L1、L2比實際力臂要更短。點評：該題是一道簡潔新穎的探究杠桿平衡條件的實驗題，該實驗取材簡單方便，實驗設計情景新穎，特別是考慮到用圓柱形水杯作為支點，想法獨特且可靠，增強了學生實驗探究的積極性，極大地滿足了學生的好奇心。該題旨在考查學生靈活運用物理知識解決實際問題的創(chuàng)新能力。這就要求學生平時必須學好理論基礎，多動腦動手，勤于實踐，善于總結，做到理論聯(lián)系實踐，這樣才能有所創(chuàng)新。

三、培養(yǎng)靈活應對的綜合探究能力

例3（2015年浙江省金華市中考物理題）小柯在測量某鐵塊的重力時，發(fā)現鐵塊的重力超出了彈簧測力計的量程，一時又找不到其他測量工具，為了測出該鐵塊的重力，他找來木棒、細鐵絲等物品進行如下改進：步驟一：將細線系在木棒的A位置，在木棒的左端繞上適量的細鐵絲，使木棒處于水平位置平衡，如圖3甲。步驟二：用手指勾住彈簧測力計的B處，對彈簧測力計進行調零，如圖3乙。步驟三：在木棒左端掛上鐵塊，右端用彈簧測力計豎直向下拉，如圖3丙。（1）步驟一中，“在木棒的左端繞上適量的細鐵絲，使木棒處于水平位置平衡”是為了防止___

測量結果的影響。（2）步驟三中，當木棒處于水平位置平衡時，彈簧測力如圖3丁所示，則該鐵塊的重力是____N。

解析：本題是一道將重力知識與杠桿平衡知識巧妙相結合的實驗創(chuàng)新綜合題。從步驟一及甲圖中可知，如果補在木棒的左端繞上適量的細鐵絲，木棒由于自身重心在支點A右端，將無法保持平衡，因此“在木棒的左端繞上適量的細鐵絲，使木棒處于水平位置平衡”是為了防止木棒自身重力對測量結果的影響。根據杠桿平衡知識，G.L/4=F.3L/4，可得G=6.6N。答案：（1）木棒自身重力，（2）6.6。

圖3

點評：本題是一道較好的重力探究拓展題，而且緊貼生活實際進行考查，使實驗探究聯(lián)系了熱點生活，增強了其實用性，具有較強的實驗創(chuàng)新和思維發(fā)散特點。從本題可看出，要對實驗進行綜合探究，必須先對教材中重力和質量關系的探究實驗全面了解和掌握，包括實驗器材、原理、過程、表格設計、實驗分析等，在此基礎上才能結合實際情況與所學的相關知識，有的放矢地進行創(chuàng)新實驗和發(fā)散思維。

四、結束語

通過以上幾道力學實驗題的探究整合，我們可以看出在進行實驗探究時，我們使用的探究方法有控制變量法、分析歸納法等方法，此外還可以使用轉化法、作圖法、表格法等多種輔助方法。這些方法對于培養(yǎng)學生的分析論證能力、實驗創(chuàng)新能力以及綜合探究等能力有極大的幫助，因此要求學生在平時應注意強化自己的動手能力，并且善于及時總結分析，這樣才能不斷地提高自己的各種實驗探究能力。

[1]湯強紅.學會原創(chuàng)初中物理試題[J].物理教師,2006(12).

[2]張玲.初中物理有效教學研究[D].華中師范大學,2010.

G421；G633.7

：A

：1008-3561（2015）36-0039-02

沙桂榮（1978－），男，江西寧都人，中學一級教師，從事物理教學與研究。