周 巖

(江蘇省徐州市第一中學(xué) 221000)

一、物體在斜面上的重力分解

研究力的分解時，可以利用力的三角形、四邊形來求解，我們都知道任何一個物體都有重力，所以碰到這種題目一來就應(yīng)該畫出重力(豎直向下)，這時，我們將重力分解為兩個分力：一個是物體對斜面的作用力(垂直斜面向下)F2=Gcosα；而另一個是物體在斜面上的分力(沿斜面向下)F1=Gsinα，如圖1所示.

根據(jù)這個模型，老師設(shè)計了一個隨堂小實驗，目的是讓學(xué)生們明白如何將重力分解為沿斜面向下和垂直斜面向下的兩個分力.

步驟如下：第一步，找出一個里面裝滿重物的飲料包裝盒，在這個包裝盒的底部固定一個橡皮筋；

第二步，用一張塑料片，在它上面打好蠟，然后將飲料包裝盒放在上面，使用夾子將包裝盒內(nèi)的橡皮筋固定到塑料片的一側(cè)；

第三步，提起與包裝盒用夾子固定的一端，使形成的斜面有一定的傾斜角，那么，這時我們就可以看見塑料片變彎了，橡皮筋也因為承重而被拉長，如圖2所示.

圖2

首先讓學(xué)生們切身地觀察塑料片和橡皮筋因為承受壓力而產(chǎn)生的形變，那么，在這時就可以向?qū)W生們提問了，橡皮筋為什么會變長呢？而塑料片又是因為什么變得彎曲呢？

學(xué)生們直觀地感受到了重物因為重力在斜面上產(chǎn)生的分力作用效果，加深學(xué)生們對這類重力分解方法的印象.

第四步，慢慢提起塑料片以達到增大斜面的傾斜角，一直增大斜面角度直至塑料片完全豎直，這時，我們就可以清晰地看到橡皮筋的伸長量隨著傾斜角的增大而增大，然而塑料片的彎曲程度卻在慢慢變小，即隨著一個分力F2=Gcosα的傾斜角增大而減小，另一個分力F1=Gsinα隨著傾斜角增大而增大.

二、物體做平拋運動時決定運動時間和水平位移的因素

關(guān)于平拋運動，學(xué)生們經(jīng)常犯錯，認為平拋物體在運動過程中的時間不是由下落高度決定的，并且他們?nèi)菀渍`解平拋物體的水平位移只由初速度決定，然而，正確的是：平拋運動中，運動時間由下落高度決定，水平位移由下落高度和初速度共同決定.

為了讓學(xué)生們切身體會并正確理解物體的平拋運動，老師設(shè)計了以下實驗.

老師讓同學(xué)們?nèi)韮蓚€一模一樣的斜槽和兩個相同質(zhì)量的小鐵球以及一塊大鐵皮.在做實驗之前，老師詢問學(xué)生：如果有兩個有著相同V0的小鐵球，鐵球一號置于較高的斜槽上，鐵球二號置于較低的斜槽處，由我從不同處拋下，是鐵球一號先落地呢還是鐵球二號先落地？那么，鐵球一號和鐵球二號誰拋得更遠呢？接著，老師就將斜槽固定好，并且讓兩個斜槽處于不同高處，鐵皮就置于斜槽下端，然后同時釋放兩個小鐵球，讓它們從斜槽的頂端自由滾下，如圖3所示.

圖3

判斷兩個小球誰先到達地面的方法很簡單，可以通過聽小鐵球撞擊鐵皮的聲音的前后來判斷小球到達的前后.然后，通過實際觀察，我們可以知道鐵球二號所用時間比較少，并且拋得也比較近；然而鐵球一號所用時間就比較長，并且拋得比較遠.

倘若調(diào)整斜槽的高度，將兩個斜槽置于相同高度，然后讓鐵球一號和鐵球二號從斜槽的不同高度處自由滾下，鐵球一號高處滾下，鐵球二號低處滾下，即小鐵球以不同的初速度進行平拋運動，如圖4，相同的操作是，在實驗之前讓學(xué)生們猜測是鐵球一號還是鐵球二號先落地，哪個被拋得更遠？

圖4

觀察的結(jié)果：鐵球一號的水平位移遠，鐵球二號的水平位移近.

通過這幾次實驗，學(xué)生們終于清楚了運動時間只由下落高度決定，并且結(jié)論是：平拋運動的運動時間只由下落高度決定；水平位移由下落高度和初速度共同決定.

三、閉合線圈內(nèi)磁通量的變化率、線圈匝數(shù)和它所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢所成的正比關(guān)系

書本上通過條形磁鐵的插入和拔出影響閉合線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢的實驗，觀察靈敏電流表指針的擺動幅度，由這個實驗我們可以得出：閉合線路內(nèi)，磁通量的變化率越大，線圈匝數(shù)越多，閉合線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大.由于靈敏電流表的指針是瞬間晃動，存在很多弊端，因此，老師對這個實驗進行了改良，如圖5所示.

圖5

實驗如下：原線圈內(nèi)通220V的交流電，接著使用銅線制成的副線圈與小燈泡串聯(lián)起來.完全閉合橫扼時，小燈泡能正常發(fā)光，然后將橫扼緩慢抽離原線圈，那么，這時我們就可以觀察到小燈泡在緩慢變暗.這個實驗彌補了書本上實驗的不足，更加直觀地讓學(xué)生們理解感應(yīng)電動勢變化時，磁通量變化率隨之變化的正比關(guān)系.

通過以上三種由教材實驗改良而來的隨堂實驗的講解，我們不難發(fā)現(xiàn)，實驗結(jié)論的得出需要經(jīng)過反復(fù)多次的實驗，為了讓學(xué)生們深入理解這些結(jié)論，更應(yīng)該在課堂上多做實驗，學(xué)生們切身體會，就會加深對這些結(jié)論的印象，減輕學(xué)生的記憶負擔.