自制伽利略斜面實驗教具

周 楓

(江蘇省外國語學校江蘇 蘇州215104)

收稿日期：(2015-02-05)

1自制伽利略斜面教具

圖1為自制伽利略理想斜面的照片.長150 cm，寬9 cm，厚2 cm的木板一塊，用作圖1所示裝置的底板.寬9 cm,厚2 cm,高為20 cm的木板兩塊，一塊做為圖1左邊的固定板(用釘子和底板固定)，一塊做成右端的“L”型可移動板.長160 cm，寬8 cm，厚2 mm 打磨得很光滑的薄木板兩塊，其中一塊從中央截成兩半，邊緣被刨成斜坡型然后用膠水黏在另一薄木板的上端(邊緣對齊)，兩邊逐漸突出的部分可以防止小球從長長的斜面邊緣飛出(如圖2).最后用釘子將薄木板和左端固定板固定，并在距左端50 cm處將薄木板和底座用釘子固定，以作為兩個對接斜面的最低端.移動右端“L”型木板的位置，可以改變右端斜面的傾角，而左端斜面的傾角固定不變.

圖1　自制伽利略斜面實驗教具

圖2　長木板兩側(cè)邊緣突出，防止小球滾出木板

這樣，一個簡易的伽利略斜面就做好了.

2斜面實驗的演示過程

(1)將棉布鋪在斜面上，將小鋼球從左端固定斜面上某一位置(可以用雙面膠帶做一記號)由靜止釋放，觀察小球滾動到另一斜面的位置，并用事先剪好的雙面膠帶做上標記.(為了讓學生看清楚，可重復操作一次)

(2)撤掉棉布，讓小球從斜面上同一位置由靜止釋放，觀察小球滾動到另一斜面的位置，并做下標記.通過標記對比學生很容易發(fā)現(xiàn)這次小球滾動到達的位置比第一次要遠，然后引導學生觀察第二次滾上斜面的位置和釋放位置的高度有什么關系，學生很容易發(fā)現(xiàn)兩次的高度幾乎差不多，這時可再次引導學生：如果斜面光滑，小球滾上斜面的位置高度將和釋放位置的高度有什么關系？學生很容易得出結(jié)論：高度相等.

(3)向右移動“L”型可移動板，減小第二個斜面的傾角，再次將小球從同一位置滾下，觀察并記錄小球滾上斜面的位置，通過標記位置對比很容易發(fā)現(xiàn)，小球為了達到同一高度，需要“走”過更遠的距離.

(4)再次向右移動“L”型可移動板，減小第二個斜面的傾角，重復(3)的操作，學生將再次觀察到小球為了達到同樣的高度“走”過了更遠的距離.

(5)如果撤掉“L”型可移動板，即右端斜面的傾角變?yōu)榱?，那么小球?qū)⒃鯓幽?？教師可再次演示，小球果然很快滑過有限長度的木板繼續(xù)向前滾.教師可以引導學生理解如果木板是無限長，并且斜面是沒有摩擦力的，那么小球?qū)⒁恢边\動下去.從而可以得出“運動不需要力來維持”的結(jié)論.

做該實驗時，緩慢的節(jié)奏及精煉的引導，可使該斜面演示實驗的作用發(fā)揮到極致，至此，該演示實驗完成了它的重要使命.

3小結(jié)

本節(jié)課通過自制斜面的演示實驗使學生對伽利略理想斜面實驗有了更為直觀的認識，隨著后續(xù)知識的學習及本章習題的練習與考查，發(fā)現(xiàn)學生對牛頓第一定律的理解比以往更有深度，教學效果也比以往更加有效，這一切不能不歸功于伽利略理想斜面實驗的魅力.

參 考 文 獻

1物理課程教材研究開發(fā)中心.物理必修1教師教學用書.北京：人民教育出版社，2014.123～124

2物理課程教材研究開發(fā)中心.物理·必修1.北京：人民教育出版社，2014.68～69