摘 要：長(zhǎng)期以來，初中物理關(guān)于慣性大小與哪些因素有關(guān)的教學(xué)中，始終有一個(gè)問題沒有很好地解決，就是如何用實(shí)驗(yàn)說明慣性大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)。教師通常直接把結(jié)論告知學(xué)生，并通過一些實(shí)例來說明結(jié)論的正確性。以下實(shí)例是教學(xué)過程中，在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下，對(duì)初中科學(xué)概念教學(xué)的實(shí)例探討。對(duì)此設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，希望能拋磚引玉，為這個(gè)實(shí)驗(yàn)問題的解決提供一個(gè)思路。慣性大小與什么有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，解決物理教學(xué)中在這一問題上的難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：慣性大小；影響因素；實(shí)驗(yàn)

在初中階段學(xué)生對(duì)慣性概念認(rèn)識(shí)一直比較膚淺甚至錯(cuò)誤，這是業(yè)內(nèi)廣為人知的，為此已有很多同行進(jìn)行過探討。筆者也為此困惑多年，偶然間發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行不同版本教材在處理慣性教學(xué)內(nèi)容安排上有很大的差異。為何不同版本教材在內(nèi)容上有如此多的不同安排，這對(duì)學(xué)生理解慣性知識(shí)又有何影響？這引起了筆者的強(qiáng)烈關(guān)注，并試著對(duì)初中物理慣性教學(xué)進(jìn)行再次探討。本文設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)初始設(shè)想時(shí)主要考慮到：物體處于不同速度時(shí)，由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止的時(shí)間一般不同是困惑或者說影響學(xué)生判斷的主要原因，因此可利用動(dòng)能守恒的知識(shí)，讓研究對(duì)象以不同的速度與等質(zhì)量的物體進(jìn)行彈性碰撞，研究對(duì)象都立刻靜止，從而克服這個(gè)難點(diǎn)。

本文設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)器材：

斜面+直軌道，鋼球3個(gè)（1、2號(hào)球同規(guī)格，3號(hào)球質(zhì)量大一些）（該組器材一般在中學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)組合試驗(yàn)箱中配有）。

研究對(duì)象：1、3號(hào)球

實(shí)驗(yàn)前陳述：

慣性是保持物體靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種先決條件，任何物體都是具有慣性的。由于慣性作用，物體在沒有受到外力作用時(shí)會(huì)一直保持靜止或者勻速的直線運(yùn)動(dòng)；在受到外力影響時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變。之前我們也驗(yàn)證了慣性大小與速度無關(guān)，那么今天，我們來通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)一下影響慣性大小的因素。

實(shí)驗(yàn)過程：

1.在2號(hào)球放置處做好標(biāo)記，使1號(hào)球分別從斜面的不同高度自由滾下，撞擊2號(hào)球后停止運(yùn)動(dòng)（如圖1）。兩次1號(hào)球的速度不同，撞擊同樣質(zhì)量的2號(hào)球后，因動(dòng)量守恒均立即停止運(yùn)動(dòng)，則說明1號(hào)球慣性的大小與球的速度無關(guān)。

2.再分別使1、3號(hào)球從斜面的同一高度自由滾下撞擊2號(hào)球后，1號(hào)球立即停止，而3號(hào)球仍然繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，則說明物體慣性的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大慣性越大。

慣性是物理學(xué)中最基本也是物理學(xué)習(xí)中最早遇到的概念之一，其中蘊(yùn)涵著深刻的物理思想和豐富的物理學(xué)研究方法，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思考問題能力的非常有效的素材。

實(shí)驗(yàn)存在問題和解決方案：

在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中，出現(xiàn)了一個(gè)問題：1號(hào)球撞擊2號(hào)球后，瞬間暫停后，又繼續(xù)先前滾動(dòng)，沒有達(dá)到事先的設(shè)計(jì)預(yù)想，分析原因應(yīng)該是滾動(dòng)中的鋼球有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，發(fā)生彈性碰撞時(shí)，平動(dòng)速度瞬時(shí)變?yōu)榱?，出現(xiàn)了暫停，馬上又由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量繼續(xù)向前滾動(dòng)。

解決的方法無非是消除滾動(dòng)，或者使?jié)L動(dòng)慣量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響小到可以忽略不計(jì)，比較再三，最后選擇兩輛等規(guī)格鋼制軌道小車（有些力學(xué)組合試驗(yàn)箱中也配有），如圖3，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)效果非常理想。

“慣性是物理學(xué)中最基本的概念之一，也是學(xué)習(xí)物理學(xué)最早遇到的概念之一。這一極為普通和平凡的概念曾經(jīng)引導(dǎo)許多物理學(xué)家深入思考和剖析，促進(jìn)物理學(xué)重大進(jìn)展，其中蘊(yùn)涵著深刻的物理思想和豐富的物理學(xué)研究方法的教益，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思考問題能力的非常有效的素材。

在物理課堂中運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為輔助教學(xué)，可在課堂上將教學(xué)內(nèi)容涉及的事物、現(xiàn)象、過程全部情景再現(xiàn)，讓學(xué)生獲取知識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率。本文從影響慣性大小的因素入手，就如何減小慣性對(duì)實(shí)驗(yàn)以及生活的影響進(jìn)行了探究。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足之處敬請(qǐng)同仁指正。

作者簡(jiǎn)介：柳英衛(wèi)（1967.12—），男，漢族，湖北省鄂州市，本科中教一級(jí)教師，研究方向：初中物理教育。

編輯 趙飛飛