■孫九林

初中物理“力的作用是相互的”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

■孫九林

一、教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

蘇科版八年級(jí)《物理》第八章第四節(jié)的內(nèi)容是“力的作用是相互的”，教材中安排了3個(gè)實(shí)驗(yàn)：用手指按壓鉛筆尖；兩位同學(xué)穿著旱冰鞋，互推對(duì)方；讓分別綁有磁鐵和鐵塊的兩輛小車互相靠近。通過這3個(gè)實(shí)驗(yàn)力圖說明：彈力的作用是相互的，進(jìn)而得出力的作用是相互的這個(gè)結(jié)論。筆者認(rèn)為，僅通過這3個(gè)實(shí)驗(yàn)就得出物體間力的作用是相互的有些缺乏說服力，并不能使學(xué)生信服。例如，物體間摩擦力的作用是不是相互的呢？液體間力的作用是不是相互的？氣體間力的作用是不是相互的？

二、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.彈力的作用是相互的。

（1）固體間彈力的作用是相互的。

實(shí)驗(yàn)a（通過播放視頻或現(xiàn)場(chǎng)演示）：讓一位學(xué)生穿旱冰鞋推墻，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。也可以使用教材中的設(shè)計(jì)，讓穿旱冰鞋的兩位同學(xué)互推對(duì)方。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生體驗(yàn)固體間彈力作用的特點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)b：運(yùn)用拉力傳感器說明力的作用是相互的。將圖1所示的拉力傳感器的探頭與電腦相連，在兩邊拉環(huán)上分別施加向左和向右的拉力，觀察并記錄電腦顯示的兩個(gè)拉力值的變化圖像（如圖2）。

圖1

圖2

分析圖像可知，物體間拉力的作用是相互的，且相互作用的兩個(gè)拉力大小相等，方向相反。

（2）氣體間彈力的作用是相互的。

實(shí)驗(yàn)a：充氣氣球松手后，氣球向前運(yùn)動(dòng)，如圖3所示。

圖3

實(shí)驗(yàn)b：播放噴氣式飛機(jī)飛行、火箭升空等視頻，如圖4所示。

實(shí)驗(yàn)c：用電風(fēng)扇吹動(dòng)空氣。如圖5所示，將一只微風(fēng)吊扇掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，電扇靜止時(shí)，讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1，閉合開關(guān)，待電扇轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)為F2，比較F1、F2的大小，結(jié)果發(fā)現(xiàn)F2＜F1。

（3）液體間彈力的作用是相互的。

實(shí)驗(yàn)：用泡沫板做成一個(gè)帶有水艙的小船，在船底水艙的兩端分別接上注射器和一個(gè)出水管，如圖6所示。通過注射器在水艙中注滿水，小船漂浮在水槽中，如圖7所示。

圖4

圖5

圖6

圖7

推動(dòng)注射器的活塞將水艙中的水通過出水孔向外排出，在排水過程中將看到泡沫船向后退去，說明液體間力的作用是相互的。

2.摩擦力的作用是相互的。

實(shí)驗(yàn)a：將兩把刷子互壓并推動(dòng)。

如圖8所示，將兩把毛刷的刷毛正對(duì)著互相擠壓到一起。保持下面的毛刷不動(dòng)，將上面的毛刷向右推動(dòng)，觀察上下兩把毛刷的刷毛的倒向，由此得出結(jié)論。

圖8

圖9

圖10

實(shí)驗(yàn)b：長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)的小汽車。

取一只玩具遙控小汽車，如圖9所示。在水平桌面上并排鋪上4支圓柱形鉛筆，并將一塊平整的硬紙板放于鉛筆上。將玩具遙控小汽車靜止放在水平硬紙板上，按動(dòng)小汽車的遙控按鈕，讓小汽車在硬紙板上向右運(yùn)動(dòng)，如圖10所示。在小汽車向右運(yùn)動(dòng)的過程中，觀察到硬紙板向后退，從而說明物體間摩擦力的作用是相互的。

3.引力的作用是相互的。

教材中通過兩個(gè)綁有磁鐵和鐵塊的小車互相靠近來說明引力的作用是相互的。除此之外，還可以通過下面的實(shí)驗(yàn)來說明引力的作用是相互的。

將兩只小鋼球通過細(xì)銅絲分別懸掛在起電機(jī)的兩根起電桿上，并使兩小球相距約3cm的距離，如圖11所示。

圖11

搖動(dòng)起電機(jī)的手柄，讓起電機(jī)產(chǎn)生的電荷通過細(xì)銅絲傳到兩個(gè)小鐵球上。觀察搖動(dòng)手柄過程中兩小球的運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩小球由于帶上異種電荷互相吸引、靠近，從而說明引力的作用是相互的。

創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)不竭的動(dòng)力。在初中物理教學(xué)過程中，一些物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和運(yùn)用，加強(qiáng)學(xué)生良好科學(xué)素養(yǎng)尤其是實(shí)踐創(chuàng)新素養(yǎng)的形成有一定的積極作用。

（作者為江蘇省南京市人民中學(xué)教師）