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浅谈电子秤在物理教学中的应用

时间:2017-10-10 16:23   来源:http://www.shzrhq.com   访问量:

有很多现象或者力的作用效果由于种种原因,我们无法直接看见,本文列举了几种利 用电子秤创设物理教学情景的实例,使看不见变为看得见,变抽象为具体.

电子秤在生活中随处可见,它可以直接显 示物体的质量,具有快速、准确、连续、自动”称 量的特点.在课堂教学中,我们可以借助于电子 看不见可以看得见”,利用直观的形 象,激发有效的联想唤醒记忆中的有关知识、 经验或表象,从而使原有的知识和经验去“同 化顺应当时所学的新知识,从而达到对新 知识有意义的建构,提高教学质量.

1.演示力的作用效果

将一个已知力进行分解,在没有条件约束 时可以有无数组分解方式.一个已知力究竟应 该怎样分解,要根据力的作用效果进行分解,而 力的作用效果往往又不容易直接观察到.对一 节新授课来说,如何让学生找到力的作用效果 是本节的重点,也是难点.在下面的这个实例当 中,利用电子秤间接显示力的作用效果,即示数 越大,压力越大,支持力越大,可直接使“看不 见变为看得见

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如图所示,静止的物 体受到斜向上的拉力,从 力的作用效果看,应该怎 样将拉力如何分解?两个分力的大小多大 实验演示一

教师当用弹簧秤竖直向上 拉物块时物块仍然静止)(如图 1所示),请同学们观察电子秤的 示数如何变化?

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学生示数变小.

学生因为力F有一个向上提的效果,减 小了物块与电子秤之间的挤压,从而使得示数 减小.

实验演示二

教师当用弹簧秤斜向上拉 物块时物块仍然静止)(如图2 所示,请同学们猜想电子秤的 示数如何变化?

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学生示数变小

教师为什么?

学生F有一个向上拉物体的效果.

观察实验,示数的确减小.

当力增大到某个值时,物块开始向右运动.

学生这说明物块在力F的作用下有向右 的运动的趋势.

借助于电子秤,学生很容易找到力F的两 个作用效果,顺利突破本节课的重难点.

2.比较FnG的大小关系

在计算滑动摩擦力大小时,尤其在高_阶 段,不管在什么条件下,学生总是认为Fn = mg 习惯用 f =UFn =U mg 尽管在平时的教学 中我们也会重点强调两者没有必然的联系,但 收效甚微.如何有效的利用这一生成性的教学 资源,笔者不断地反思自己的教学行为,在以往 重理论分析的基础上,立足于“学生最近发展 区,先通过演示实验创建直观的物理情景,激 发学生的认知冲突,建立感性认识,再理论 推导.

教师:FnG 定相等吗?请同学们看下面的演示实验并回答下列问题.

演示实验观察下列情景中电子秤的示数, 比较FnG的大小关系.

演示一把一物块静止地放在电子秤上( 3).

学生回答..Fn = G.

演示二 用细绳竖直向上提物块,物块仍静止(图4).云网客6.jpg


信息的提取依赖于具体情景,在学生原有的认知水平上(Fn =rng0利用学生的前概念 资源,通过上述的演示实验和学生自己设计的 情景,借助于电子秤将看不见的力fn通过数字 形式显示,学生由原来认为FnG大小一定 相等,发展到两者大小关系可以是大于、等于或 小于,有效地纠正了错误的认识.

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3.研究超重和失重

人教版教材在研究超重和失重问题时,直 接从理论推导得出超失重的定义:当物体对支 持物的压力大于物体的重力时,超重;当物体对 支持物的压力小于物体的重力时,失重;但事实 证明,学生在应用超失重解决具体的问题时,很 容易出错.因此,借助电子秤笔者设计了以下两 个实验:

实验一学生由静止开始迅速地下蹲或站 起,观察电子秤的示数变化.

实验二 把电子秤搬到电梯内,学生站在电 子秤上,观察电梯由静止开始上升或下降到再 次停下来过程中电子秤示数的变化,记录观察 到的实验数据并拍摄整个实验过程,完成下列 的表格

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通过实验一,学生可以直接体验超重和失 重,建立超失重的基本认知,为进一步研究判断 超失重的方法做铺垫.

通过观察并记录电子秤显示的数值,学生 很容易观察到何时失重或超重,分析表格总结 出判断超失重的方法当加速度的方向向上时, 物体超重,当加速度方向向下时,物体失重,且 与速度的方向无关.再结合教材中的理论推导, 进一步加深对超失重的理解,事半功倍

演示气体压强产生的机理 在人教版高中物理教材中“有关气体压强 的微观意义,用雨滴打伞”来 类比气体分子碰撞容器壁(如图 8所示),表述简单明了.气体对 容器的压强是大量分子对容器 壁的碰撞引起的,这就像下雨 时,一滴雨对伞的冲力是短暂 的,但如果有大量密集的雨滴持 续的打到伞上,将产生持续的、稳定的压力.

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为了进一步加强学生对“气 体对容器的压强是大量气体分 子对容器的碰撞引起的理解,教材中还设计了 “杯子倒钢球,钢球下落击打电子秤托盘的演 示实验”来模拟气体压强产生的 机理(如图9所示,并定性分析 影响气体压强的两个微观因素.

演示一把装有小钢球的杯子拿到电子秤 上方约10cm位置,把1个钢球倒放在秤盘上, 观察电子秤的示数.

演示二 再从相同的高度把100个或更多 的钢球连续地倒在秤盘上,观察电子秤的示数.

演示三把这些钢球从更高的位置落在秤 盘上,观察电子秤的示数.

在学生已有的雨滴打伞”的生活体验的基 础上,再进行类比把气体分子看成一个个小钢 球,把气体分子撞击容器壁类比于小钢球撞击 电子秤的托盘.示数越大,则撞击力越大,压强 越大;示数越小,则撞击力越小,压强越小.

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通过控制变量法,对电子秤在不同条件下 的示数进行比较分析,学生可以定性分析“影响 气体压强的两个微观因素”在相同高度下改变 单位时间内杯子倒钢球的个数,单位时间内落 到托盘上钢球的个数越多,电子秤示数越大,即 压强越大;在保证单位时间内杯子倒钢球的个 数一定的前提下,通过改变杯子高度,达到调节 钢球撞击秤盘时的动能,得出高度越高,动能越 大,电子秤的示数越大,即压强越大.从而可以 顺利得出影响气体压强的两个微观因素为气体 分子的平均动能和密集程度.正是借助于电子 秤,教材对于压强的微观解释形象生动,浅显 易懂.

在以上实验中教师根据教学的目的和要 求,从教学内容的实际出发,结合学生身心发展 的特点,借助于电子秤进行直观教学,贯彻“从 生动的直观,到抽象的思维的认知规律,不仅 有利于促进学生理性思维的发展,对提高教学 质量也有重要的作用.

 

 


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