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探究高考力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

◇陜西張鳳1高波1張改寧2

高考物理必有力學(xué)實(shí)驗(yàn)題,考試題變化多端,但萬變不離其宗,離不開基本的實(shí)驗(yàn)儀器和基礎(chǔ)的物理知識．大多高考力學(xué)實(shí)驗(yàn)題源于教材又高于教材,主要考查學(xué)生的遷移能力、創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?故除了基本的實(shí)驗(yàn)要求外,教師在物理教學(xué)過程中還需做到以下幾點(diǎn).

1加強(qiáng)測量儀器的使用方法教學(xué)

1) 加強(qiáng)測量儀器原理的教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生思考,讓學(xué)生知道物理儀器的測量原理,從而更好地掌握測量儀器的使用．

2) 加強(qiáng)測量儀器使用方法的教學(xué),讓學(xué)生知道儀器的正確使用方法,并會對出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題加以分析解決．

3) 加強(qiáng)測量儀器讀數(shù)方法的教學(xué),強(qiáng)調(diào)認(rèn)識單位,判斷標(biāo)度和刻度,注意估讀位．高中階段涉及的儀器讀數(shù)有秒表、刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、彈簧秤、電流表、電壓表等．

4) 加強(qiáng)類比分析的教學(xué),讓學(xué)生將所學(xué)測量儀器知識推廣應(yīng)用,學(xué)會用類似的方法使用其他相似的儀器．

2加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)思維能力的教學(xué)

1) 加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的能力,用實(shí)驗(yàn)理解基礎(chǔ)知識,用基礎(chǔ)知識分析實(shí)驗(yàn),測量相關(guān)物理量和驗(yàn)證物理規(guī)律．

2) 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維習(xí)慣,提高實(shí)驗(yàn)思考問題的能力．如要測量某物理量或者驗(yàn)證某規(guī)律,要會思考如何設(shè)計(jì)、操作、分析實(shí)驗(yàn);給定一個實(shí)驗(yàn),思考與哪部分知識相關(guān)？實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁矗趺醋?，結(jié)果是什么.

3) 加強(qiáng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)習(xí)慣,嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、堅(jiān)持不懈、探索追求是物理實(shí)驗(yàn)的基本要求．

4) 強(qiáng)調(diào)多次測量求平均值或者多次驗(yàn)證．

圖1

完成下列填空:

(1) 將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上,如圖1-甲所示,托盤秤的示數(shù)為1.00 kg;

(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時,托盤秤的示數(shù)如圖1-乙所示,該示數(shù)為________kg;

(3) 將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放,小車經(jīng)過最低點(diǎn)后滑向另一側(cè),此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m;多次從同一位置釋放小車,記錄各次的m值如表1所示.

表1

(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù),可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時對橋的壓力為________N;小車通過最低點(diǎn)時的速度大小為_______m·s-1．(重力加速度g取9.8 m·s-2,計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

答案(1) 1.40. (4) 7.9, 1.4.

分析臺秤的讀數(shù)類比于直尺的讀法,注意單位和估讀位,讀數(shù)結(jié)果為1.40 kg．

臺秤受到壓力,所以指針偏轉(zhuǎn)．本題中臺秤受到的壓力來自凹形橋,小車運(yùn)動中對凹形橋也有壓力,所以臺秤的讀數(shù)大小應(yīng)該等于凹形橋的重力加上小車對凹形的壓力．計(jì)算小車通過最低點(diǎn)時對凹形橋的壓力,應(yīng)是臺秤讀數(shù)減去凹形橋的重力．計(jì)算中要注意多次測量求平均值以及結(jié)果轉(zhuǎn)換,將質(zhì)量轉(zhuǎn)為對應(yīng)的力．

3加強(qiáng)綜合應(yīng)用知識能力、分析解答問題能力的教學(xué)

1) 加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的整合．讓學(xué)生扎實(shí)掌握基礎(chǔ)知識,然后將各部分知識聯(lián)系起來,系統(tǒng)掌握基礎(chǔ)知識．

2) 加強(qiáng)學(xué)生類比分析問題能力的教學(xué)．讓學(xué)生養(yǎng)成類比分析的習(xí)慣，比如,質(zhì)量分布均勻的物體,其體積和質(zhì)量成正比,可以推出質(zhì)量分布均勻,粗細(xì)均勻的鐵絲其質(zhì)量和長度成正比.類比分析,理想的彈簧,其長度和匝數(shù)也是成正比的．

3) 加強(qiáng)學(xué)生推理能力的培養(yǎng)．教學(xué)生學(xué)會從表格、圖象中判斷或推導(dǎo)出物理量之間的關(guān)系，根據(jù)物理量的關(guān)系推斷圖象情況.

4) 加強(qiáng)應(yīng)用數(shù)學(xué)方法處理物理問題的教學(xué)．

圖2

表2

(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整:①____,②____．

(2)以n為橫坐標(biāo),1/k為縱坐標(biāo),在圖3給出的坐標(biāo)紙上畫出1/k-n圖象．

圖3

(3)圖3中畫出的直線可以近似認(rèn)為通過原點(diǎn),若從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧,該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系表達(dá)式為k=________N·m-1;該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的關(guān)系表達(dá)式為k=________N·m-1.

分析(1) 分析表格數(shù)據(jù),知道① 要填的是k,結(jié)合胡克定律F=kx,彈簧受力均勻,任取一小段彈簧,其彈力大小都為F=mg=0.1×9.8 N=0.98 N．故取P0到P2的一段彈簧計(jì)算k,即

(2) 考查學(xué)生的作圖能力,建立坐標(biāo)系—取橫縱坐標(biāo)物理量以及標(biāo)度和刻度—描點(diǎn)—連線,如圖4．

圖4

力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要加強(qiáng)理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué),加強(qiáng)學(xué)生的使用儀器能力、實(shí)驗(yàn)思維能力、綜合分析解答問題能力的教學(xué),以提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)成績,達(dá)到提高學(xué)生的綜合科學(xué)素質(zhì)的目的．