沙桂榮

摘 ? 要：從培養(yǎng)對實(shí)驗(yàn)的分析論證能力、培養(yǎng)對實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、培養(yǎng)靈活應(yīng)對的綜合探究能力三方面進(jìn)行剖析，以培養(yǎng)學(xué)生良好的物理實(shí)驗(yàn)探究能力。

關(guān)鍵詞：學(xué)生;力學(xué);探究;培養(yǎng)

中圖分類號：G421;G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-3561（2015）36-0039-02

由于力學(xué)知識(shí)中所涉及的實(shí)驗(yàn)比較多，有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)探究能力。下面結(jié)合生活中常見的彈力、重力、摩擦力，研究如何充分利用力學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

一、培養(yǎng)對實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素。（1）實(shí)驗(yàn)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(jì)沿水平方向拉動(dòng)，應(yīng)使木塊做 ? ? ? ? ? ? 運(yùn)動(dòng)。

（2）在猜想了可能影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素后，小明進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，記錄的數(shù)據(jù)如下表：

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1）分析序號 ? ? ? ? ?兩組數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小無關(guān)。2）分析序號①、②兩組數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：在接觸面粗糙程度相同時(shí)， ? ? ? ? ? 越大，滑動(dòng)摩擦力越大。3）小明發(fā)現(xiàn)自己的運(yùn)動(dòng)鞋底有較深的花紋，這種現(xiàn)象可用分析序號 ? ? ? ? 兩組數(shù)據(jù)得出的結(jié)論來解釋。

解析：本實(shí)驗(yàn)借助二力平衡的知識(shí)，可以間接測出木塊所受的滑動(dòng)摩擦力大小，因此應(yīng)使木塊做勻速運(yùn)動(dòng)。根據(jù)控制變量法可知，要研究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小是否有關(guān)，必須保持接觸面粗糙程度以及壓力大小不變，故應(yīng)選①④。通過分析①②兩組數(shù)據(jù)可知，在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大。小明發(fā)現(xiàn)自己的運(yùn)動(dòng)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(xiàn)象可用分析序號②③兩組數(shù)據(jù)得出的結(jié)論來解釋。答案 ：（1）勻速直線。（2）1）①④，2）壓力，3）②③。

點(diǎn)評：本題通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情景，巧妙地考查了學(xué)生對探究過程的分析論證能力和對數(shù)據(jù)、表格、圖像的分析能力，同時(shí)領(lǐng)會(huì)了控制變量的科學(xué)探究方法，是一道較有深度的科學(xué)探究考查題。通過該類型的實(shí)驗(yàn)探究，可以提高學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)分析論證能力。

二、培養(yǎng)對實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力

例2：小麗用身邊的器材做實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)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(diǎn)O與直尺的____一定在同一豎直線上。（2）往直尺兩端放不同數(shù)量的相同硬幣，并調(diào)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(cè)各取下一枚硬幣，則直尺_(dá)__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？

解析：解答本題時(shí)應(yīng)緊扣杠桿平衡條件進(jìn)行分析。圖甲中要想保持平衡，支點(diǎn)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(cè)各取下一枚硬幣，可以使用極端假設(shè)法分析杠桿是否仍能保持平衡，假設(shè)左、右兩側(cè)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(diǎn)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(huì)比實(shí)際力臂更短。答案：（1）重心（或中心）;（2）1）右;2）不正確。因?yàn)榱Ρ凼侵c(diǎn)到硬幣重力作用線的垂直距離。圖中的L1、L2比實(shí)際力臂要更短。點(diǎn)評：該題是一道簡潔新穎的探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)題，該實(shí)驗(yàn)取材簡單方便，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)情景新穎，特別是考慮到用圓柱形水杯作為支點(diǎn)，想法獨(dú)特且可靠，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的積極性，極大地滿足了學(xué)生的好奇心。該題旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的創(chuàng)新能力。這就要求學(xué)生平時(shí)必須學(xué)好理論基礎(chǔ)，多動(dòng)腦動(dòng)手，勤于實(shí)踐，善于總結(jié)，做到理論聯(lián)系實(shí)踐，這樣才能有所創(chuàng)新。

三、培養(yǎng)靈活應(yīng)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(shí)，發(fā)現(xiàn)鐵塊的重力超出了彈簧測力計(jì)的量程，一時(shí)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(xì)鐵絲等物品進(jìn)行如下改進(jìn)：步驟一：將細(xì)線系在木棒的A位置，在木棒的左端繞上適量的細(xì)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(jì)的B處，對彈簧測力計(jì)進(jìn)行調(diào)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(jì)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(xì)鐵絲，使木棒處于水平位置平衡”是為了防止 ? ? ? ?測量結(jié)果的影響。（2）步驟三中，當(dāng)木棒處于水平位置平衡時(shí)，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(shí)與杠桿平衡知識(shí)巧妙相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新綜合題。從步驟一及甲圖中可知，如果補(bǔ)在木棒的左端繞上適量的細(xì)鐵絲，木棒由于自身重心在支點(diǎn)A右端，將無法保持平衡，因此“在木棒的左端繞上適量的細(xì)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(jié)果的影響。根據(jù)杠桿平衡知識(shí)，G.L/4=F.3L/4，可得G=6.6N。答案：（1）木棒自身重力，（2）6.6。

點(diǎn)評：本題是一道較好的重力探究拓展題，而且緊貼生活實(shí)際進(jìn)行考查，使實(shí)驗(yàn)探究聯(lián)系了熱點(diǎn)生活，增強(qiáng)了其實(shí)用性，具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新和思維發(fā)散特點(diǎn)。從本題可看出，要對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合探究，必須先對教材中重力和質(zhì)量關(guān)系的探究實(shí)驗(yàn)全面了解和掌握，包括實(shí)驗(yàn)器材、原理、過程、表格設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析等，在此基礎(chǔ)上才能結(jié)合實(shí)際情況與所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，有的放矢地進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和發(fā)散思維。

四、結(jié)束語

通過以上幾道力學(xué)實(shí)驗(yàn)題的探究整合，我們可以看出在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，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(zhuǎn)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(xué)生的分析論證能力、實(shí)驗(yàn)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(xué)生在平時(shí)應(yīng)注意強(qiáng)化自己的動(dòng)手能力，并且善于及時(shí)總結(jié)分析，這樣才能不斷地提高自己的各種實(shí)驗(yàn)探究能力。

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