高中物理试验原理(为何物理课本不把此实验设计的更完美)

如果初中的同学们仔细研究对比一下物理课本上面的实验和平时做过的物理试卷中的实验的话,会发现一个秘密,此秘密临近中考毕业的初三同学们更清楚。

这个秘密就是:物理课本上的实验似乎并不是最完美的,有不少甚至是有缺点的,反而不如很多习题中的实验更完美。

比如说“探究二力平衡”实验,课本中采用的是放在水平桌面上的一个四轮小车,虽然此模型比单纯的二力拉动物块已经减少了所受桌面摩擦力的影响,但是和习题中的另一个模型比较起来又逊色不少,习题中常见的更完美的模型是二力拉动“纸片”,该模型既克服了摩擦力的不利因素,又非常容易探究二力反向这个平衡条件,因为用剪刀剪断纸片就可以了。

高中物理试验原理(为何物理课本不把此实验设计的更完美)(1)

再比如说“比较不同物质吸热能力”实验,老教材课本中采用的是用两个酒精灯分别给水和煤油加热,实际上该实验有不少缺点,首先控制变量这一关就很难做到,比如说如何控制火焰相同?如果控制不了,那么又如何控制在相同时间内让液体吸收相同的热量?所以习题中常把此实验改成用一个酒精灯加热,同时采用水浴法,把两个试管中的水和煤油一起放在烧杯的水中加热。这样就能比较好的解决火焰问题。新教材中把酒精灯加热改成了用相同的电加热器加热,也是比较好的。

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今天我们来说一下力学中的一个实验,此实验也非常具有代表性,而且,学生们会在以后的做题中接连出错,那怕到了中考,也依然会有学生出现问题。

这个实验就是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”。

乍一看,此实验非常简单。但是由于此实验应用广泛,对后续做力学题的影响是比较深远的。

所以,我们有必要高度重视这个实验,并且深入体会课本实验和试题中实验的区别和各自优缺点。另外,由于中考物理实验考试必考此实验,所以,在今年依然要进行中考物理实验考试的地区的同学们,更要掌握住此物理实验的严格规范操作步骤,以期得到满分。

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初中物理课本上的“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验,采用的是用弹簧测力计水平匀速拉动物体的方法。但是试题中采用的则是把弹簧一端固定,另一端拉物体,然后拉动物体下方的长木板!

这两个实验所拉动的物体恰好相反!

【课本实验的不足是:匀速拉动弹簧测力计不容易操作,弹簧测力计示数不稳定,读数不准确!

【改进后的试题实验优点是:不必匀速拉动木板,易于操作,而且读数时,弹簧测力计示数稳定,便于准确读数!

那么问题来了,为什么不直接采用改进实验,而历年物理课本都是沿用了有不足之处的实验呢?

其实这是为了便于学生理解!

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因为课本实验,初学者很容易理解“水平匀速拉动的物体处于受力平衡状态,因此弹簧测力计的示数等于木块实际所受的摩擦力”,但是,如果课本实验一上来就采用改进型实验,学生们就需要费很大心思先弄懂为什么不再需要匀速拉动木板就能准确测出滑动摩擦力,从而增大了理解难度。

而且,很多中学物理实验是“大脑(理想)实验”与“现实实验”相结合的,那就是即便本实验所有的同学们都无法做到真正的匀速拉动木板,但是依然不妨碍我们在大脑中匀速拉动木块。

所以,从便于学生们理解的角度来设计物理课本实验,然后再习题中创新改进实验,这也非常符合人类的科学认知规律。

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所以说,课本实验的设计是非常科学合理的。不完美的实验是为了完美的学习。

至此,我们就了解了本实验的最重要的注意事项,另外还需要注意以下两点:

1.该实验采用了“转换法”和“控制变量法”。(通过弹簧测力计示数的大小来反映摩擦力的大小);(分别控制压力和接触面的粗糙程度不变探究影响滑动摩擦力大小的因素)。

2.滑动摩擦力的大小只有“压力大小”和“接触面的粗糙程度”有关!

3.在实验考试时,注意读数时一定是在拉动过程中读数,千万不能停下来读数,否则读出的就是静摩擦力了。

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