高中物理教學(xué)論文有關(guān)向心力創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的研究新人教版必修Word版

1、有關(guān)“向心力”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的研究隨著新課程改革的深入，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新對(duì)展現(xiàn)物理學(xué)科特色和功能發(fā)揮著不可估量的作用。一堂好的物理課決不能少了一個(gè)或幾個(gè)精彩的物理實(shí)驗(yàn)，具有創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)會(huì)讓一些看似枯燥的內(nèi)容立刻變得生動(dòng)無(wú)比，讓人在充滿樂(lè)趣的氛圍中欣然接受。圓周運(yùn)動(dòng)是同學(xué)們比較熟悉但又難以準(zhǔn)確把握的一種運(yùn)動(dòng)，尤其對(duì)向心力的定義、作用、大小及來(lái)源缺乏形象直接的實(shí)驗(yàn)體會(huì)。在這里我對(duì)有關(guān)“向心力”的常規(guī)實(shí)驗(yàn)做了一些改進(jìn)及補(bǔ)充。一、 小試身手簡(jiǎn)易水流星表演：本實(shí)驗(yàn)?zāi)茌p易打破同學(xué)們?cè)从趯?duì)生活印象的錯(cuò)誤“前概念”。我們可以直接利用裝砝碼的透明塑料小桶，為了看得更清楚給小桶加注滴有紅墨水的自來(lái)水，然后用手捏住細(xì)線的一

2、端，掄動(dòng)細(xì)線使小桶在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)象表明速度較快時(shí)，水不會(huì)流出來(lái)。如果讓細(xì)線加長(zhǎng)一些，則掄動(dòng)的頻率可以減慢一些。操作非常簡(jiǎn)單，每個(gè)學(xué)生都能輕易完成，該實(shí)驗(yàn)使每個(gè)學(xué)生不由自主地想去探究水為什么沒(méi)有灑出來(lái)，這為講解向心力的作用作了鋪墊。二、展現(xiàn)“絕技”神奇剝雞蛋術(shù)： 本實(shí)驗(yàn)富有趣味性，給人多種感官刺激和愉悅，耐人尋味。在看電影天下無(wú)賊時(shí)，我們對(duì)劉德華扮演的大盜神奇的剝雞蛋表演嘆為觀止，以為這肯定是電影特技，生活中不可能完成。殊不知我們凡人也能練就“神偷”一樣的絕技，只要注意技巧就行了。找一個(gè)大“肚子”而小口徑的玻璃杯（塑料杯也行），把一熟雞蛋放入杯中，手握杯口迅速地向懷抱內(nèi)沿螺旋線移動(dòng)杯

3、子，邊移動(dòng)邊倒轉(zhuǎn)杯子，然后繼續(xù)快速轉(zhuǎn)動(dòng)手腕使雞蛋沿杯壁運(yùn)動(dòng)，我們可以聽(tīng)到雞蛋殼與杯壁碰撞時(shí)悅耳的交響樂(lè)，接著就能享受已剝了殼的雞蛋了。三、 自制教具化繁為簡(jiǎn)，直達(dá)目標(biāo)： 自制系列（一）：本教具克服了實(shí)驗(yàn)室大部分儀器只能定性研究向心力的缺點(diǎn)，能直接讀出做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球的向心力，并可計(jì)算出小球所需的向心力大小，定量驗(yàn)證向心力公式。整理材料：直徑20厘米的三合材料圓板（有機(jī)玻璃材料更好），自制帶洞鐵管軸，手搖離心轉(zhuǎn)臺(tái)，帶洞小球若干，尼龍繩，測(cè)力計(jì)一個(gè)，滑輪兩個(gè)，秒表，方形木板整理方法：（1）整理空心金屬圓筒，圓筒的內(nèi)徑盡可能小一些，并打磨光滑，固定在離心轉(zhuǎn)臺(tái)的小轉(zhuǎn)軸上。（2）整理直徑為20厘米的

4、三合材料圓盤，并標(biāo)好刻度，將圓盤固定在空心金屬圓筒上端，并在下端固定一滑輪。（3）將帶滑輪的測(cè)力計(jì)固定在木板上并置于離心轉(zhuǎn)臺(tái)旁邊。使用方法：（1）將本教具放置在水平桌面上，把連接好一小球的尼龍線穿過(guò)金屬圓筒，繞過(guò)圓筒下面的滑輪和測(cè)力計(jì)上的滑輪，在線的末端打一個(gè)空心結(jié)，并套住測(cè)力計(jì)掛鉤，另一端的小球放在圓盤上。（2）先緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)離心轉(zhuǎn)臺(tái)的手柄，待轉(zhuǎn)速均勻后，記錄小球轉(zhuǎn)n圈所用的時(shí)間t，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F和小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r。設(shè)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的半徑之比為k，小球的質(zhì)量為m，從動(dòng)輪的角速度為，主動(dòng)輪的角速度為，則計(jì)算出的向心力大小為F ，看該力與測(cè)力計(jì)示數(shù)的關(guān)系.（3）改變小球質(zhì)量，重復(fù)操作。自制系列

5、（二）：本實(shí)驗(yàn)源于生活中同學(xué)們最容易體會(huì)的圓周運(yùn)動(dòng)，而且原理和儀器簡(jiǎn)單，小球轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，易于操作實(shí)驗(yàn)材料：帶細(xì)線的裝滿水的小桶，水準(zhǔn)儀，節(jié)拍器，空心筆筒，尼龍線，彈簧秤，兩個(gè)相同的小鋼球整理方法：把空心筆筒與彈簧秤依次固定在水準(zhǔn)儀上，并確保各自的中軸線重合。然后把與小球連接的尼龍線穿過(guò)空心筆筒并掛住彈簧秤的鉤子，準(zhǔn)備好節(jié)拍器。使用方法:掄動(dòng)水準(zhǔn)儀,盡量使它做近似水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng).接通節(jié)拍器的電源可以使它發(fā)出有節(jié)奏的響聲調(diào)節(jié)旋鈕可以改變頻率掄動(dòng)物體時(shí)可以就著節(jié)拍來(lái)采用控制變量法,分別變換節(jié)奏(即角速度),小球質(zhì)量,半徑來(lái)研究尼龍線的拉力(即向心力)的大小變化。即首先控制m,r一定,改變的大小

6、,看F與的關(guān)系.然后控制r, 一定,改變m的大小,看F與m的關(guān)系.再控制m ,一定,改變r(jià)的大小,看F與r的關(guān)系?？梢栽O(shè)每一個(gè)小球的質(zhì)量為m當(dāng)節(jié)拍器的節(jié)拍為拍每分鐘時(shí)，設(shè)此時(shí)對(duì)應(yīng)的角速度為則節(jié)拍器的節(jié)拍為拍每分鐘時(shí)，對(duì)應(yīng)的角速度為 小球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為.米時(shí)對(duì)應(yīng)的半徑為r，則轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為.米時(shí)對(duì)應(yīng)的半徑為r數(shù)據(jù)紀(jì)錄：次數(shù)小球質(zhì)量轉(zhuǎn)動(dòng)半徑角速度向心力mrFmrFmrFmrF四、 稍加變通模擬向心運(yùn)動(dòng)與離心運(yùn)動(dòng)：信手拈來(lái)，活用身邊的“壇壇罐罐”，一步到位地解析物理概念。把與小球連接的尼龍線穿過(guò)空心筆筒，另一端掛上鉤碼，用手掄動(dòng)筆筒使小球在接近水平面內(nèi)轉(zhuǎn)起來(lái)，待轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)時(shí)，鉤碼靜止在空中不動(dòng)，此時(shí)小球轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力可以看作近似等于鉤碼的重量。若增大轉(zhuǎn)速，則鉤碼的重量不足以提供小球所需的向心力，小球?qū)⑦h(yuǎn)離圓心運(yùn)