(原创)教学随笔:让三个小实验突破“弹簧测力计”的难点


今天在学习了“弹力 弹簧测力计”一节课以后,和学生一起进行了习题的专题训练,着重突破了关于“弹簧测力计”的三个难点问题。
其实对于习题课的教学,我也一直采用实验引领的方式进行,改变了以往单纯做习题的做法。
师:上一节课我们大家一起学习了弹簧测力计的作用、构造、原理和使用方法,这节课我们一起来突破有关“弹簧测力计”的三个难点问题。
难点突破1:弹簧测力计的使用
师:前面我们学习了弹簧测力计的使用和读数方法,下面请同学们思考一个问题:如果在弹簧测力计的吊环和挂钩各施加5N大小的力,请问弹簧测力计的示数是多少?
生1:5N
生2:10N
生3:0N
……
(说明:这一环节是学生根据所学的知识进行的解答,当然会存在一定的认识误区,故而出现了一切错误的答案。)
师:刚才大家给出了问题的答案,那么究竟这个问题的正确结果是什么?下面请同学们利用手中的弹簧测力计进行实验,验证一下自己的答案是否正确。
生:进行实验
(说明:通过学生的亲自动手实验,最终发现弹簧测力计的示数是5N。)
师:通过刚才的实验我们大家知道最终的答案,其实刚才这道题目存在一定的欺骗性。题目中说——在弹簧测力计的吊环和挂钩各施加5N大小的力。通过前面的学习,我们应该知道弹簧测力计之所以会出现示数,是由于有力作用在弹簧测力计的挂钩上,而与作用在其他位置力的大小没有关系。

(说明:通过这道题的设计,再次强化了弹簧测力计的使用。)
难点突破2:弹簧测力计的原理
第一环节:分组实验
师:通过前面的学习,我们已经知道了弹簧测力计的原理——弹簧受到的拉力越大,就伸得越长,弹簧测力计就是利用这个道理制成的。
师:下面请同学们通过实验进一步探究“弹簧的伸长与拉力的关系”。
生:利用身边的器材进行实验探究。(注意不能超过弹簧的弹性限度)

生:搜集实验数据如下:

第二环节:处理数据并分析论证
生:用图像法处理数据——用纵坐标表示向下的拉力(F/N),用横坐标表示弹簧伸长△X/cm,将实验的7组数据画出图像。
生:分析实验数据或分析图像,在前6次实验中,拉力每增加0.5N,弹簧的伸长增加2 cm,但是第7次实验当拉力增加0,。5N时,弹簧的伸长却增加2.5cm.
生:讨论进一步总结出弹簧测力计的原理——在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力大小成正比。
第三环节:习题强化训练——《伴你学》P9第9题
题目:在“制作橡皮筋测力计”的活动中,同学们发现:在一定的范围内,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的长度越长。根据这一现象,小明和小丽提出如下猜想(见图)。究竟谁的猜想正确呢?他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。

(1)要完成实验,除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外,还需要的器材是刻度尺。
(2)小明和小丽的实验记录数据如下表:

①没有挂钩码时,橡皮筋的长度L0=4.5cm。
②请将表格中第3行的数据补充完整。
③要判断小丽的猜想是否正确,应对表格中的哪两行数据进行分析比较?
答:应对1、2 (选填序号)两行数据进行比较。
④分析表格中的数据,你认为实验能初步验证谁的猜想是正确的?答:
你是如何分析数据并做出此判断的?请简要写出你的判断依据:
小明 橡皮筋伸长的长度与每次的拉力的比值为一常数 (或拉力扩大几倍,橡皮筋伸长的长度也扩大几倍)
(说明:由于弹簧测力计的原理是本节课一个最大的难点,没有采用让学生机械记忆的方法,而是首先让学生进行分组实验,并且结合数学的图像法处理数据,最终得出结论,然后结合相应的习题进行强化,这样一来学生就很容易理解并掌握这个难点问题。)
难点突破3:作用力与反作用力的关系
师:通过在“力及其作用效果”一节课的学习,我们知道了物体间力的作用是相互的。那么相互作用的两个力之间存在什么关系?(提示:从力的大小、方向和作用点去分析。)
师:下面请同学们阅读《伴你学》P2“与你探讨”问题4,找到问题的答案。
生:阅读《把你学》,可知:相互作用的两个力大小相等、方向相反,作用在不同的物体上。
师:大家对于相互作用的两个力方向相反,作用点不同能够分析得出,但是两个力的大小相等是否能够认识到位?
生:相互作用的两个力大小相等感觉理解有难度。
师:下面我们大家通过实验来探究这个问题。
生:结合《伴你学》P7“与你探讨”问题3,进行分组实验。
(说明:通过学生实验结合理论分析,学生对于相互作用力的大小关系有了进一步的认识,这也为后面学习“二力平衡”做了准备。)
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作者简介:潘书朋,中学物理教师,在《当代教育家》、《光明日报》、《中国教师报》、《中学物理》、《新课程评论》等国家、省级刊物、教育网站上发表教育教学论文50余篇。多年来一直致力于“让物理教学回归实验室”的课题研究,所申报的教育部教师科研基金“十二五”规划重点课题子课题荣获教育科研成果一等奖。
