竖直圆周运动实验创新——超重失重可视化

竖直平面内的圆周运动在高中主要讲两类模型:"轻绳球模型"和"轻杆球模型".学生最难理解的是小球在运动过程中每一点的受力情况以及超重失重问题,因为无法从实验中直接观察出来,只能依靠理论计算.因此,为了让学生能够更加直观地从实验中直接观察到每一点的受力情况以及超重失重状态,笔者利用精密电子秤以及圆轨道设计了一种超重失重可视...     

旋转过程中的超重与失重实验设计

本实验用简单的装置和易懂的原理清晰明了地演示旋转过程中的超重与失重现象．滚摆的旋转上升和下降其质心的平动速度也较自由落体慢，便于学生观察实验现象，实验装置简单。     

用弹性双轨演示曲线运动中的超重与失重——第五届全国自制教具评选获奖作品之三

1 实验目的 超重、失重现象较为常见,也很重要.虽然学生对超重、失重现象有所了解,但仍缺乏感性认识.为了让学生从电梯、过山车现象中的感觉上升到直接"看到"超重、失重现象,抓住这个稍纵即逝的现象,我们设计了弹性双轨,以此更加直观地观察超重、失重现象.     

自制超重失重现象演示器

高中物理教材甲种本第129页所介绍的超重失重现象演示实验,只是示意性的.如果真按所介绍的方法进行演示,并不能收到满意的效果.其主要原因是目前大部分学校没有演示用的大型测力计,学生用的测力计板面太小,可见度差,而且超失重现象展现的时间又太短,学生不易观察.针对上述情况,我们研制了一种效果明显、成本低廉、易于制做、紧贴教材的超重失重现象演示器,现介绍给同行,以供参考.     

超重失重可视仪

1超重失重可视仪的制作背景超重和失重是运动物体的视重不再等于物体重力的大小．目前实验室提供的演示仪器（图1），其力的示数盘随着物体一起快速运动，观察者很难读出视重的大小．为此，教师在教学中往往只能让学生感性的理解超重、失重现象，导致学生对力的变化印象不深刻，从而，在实际应用中往往抓不准现象的本质，出错率普遍偏高．     

超重和失重现象的演示

超重和失重现象是物理教学大纲所要求的演示实验,它的难度较大。通常的演示方法是让弹簧秤与物体一同在竖直方向作变速运动,并在这种快速运动中观察弹簧秤受力增大和减小的变化情况,以此来说明物体处于超重状态或失重状态的现象。这种演示方法有两个问题:第一,弹簧秤指针和弹簧秤刻度标尺以及作为研究物的物体都在同一竖直方向上作快速运动,弹簧秤指针的小幅度位移往往被系统同一方向上的大幅度运动所掩盖,学生难以观察到指针位移的变化。第二,弹簧秤从静止到急剧上升的过程中,弹簧秤首先上升作加速运动,物体则由于惯性,随后才向上作加速运动。二者的运动起始时刻不一致,加速度也不一致。甚至物体尚没运动,弹簧秤已经伸长读数值增大了。因此,这时弹簧秤增大的读值(或最大值)很难说是由于物体向上作加速运动而产生的。同理,弹簧秤急剧下降时也存在同样的问题。     

超重与失重演示装置的改进

对原超重失重实验装置进行了改进,利用蓄电池和小灯泡等简易材料设计了触发电路,当重物出于失重状态时,绿灯亮;当重物出于超重状态时,红灯亮,同时灯的位置也发生了相对改变,更明确地演示了超重和失重现象.     

问题驱动法走出“超重与失重”思维误区

“超重与失重”作为人教版新教材必修一“运动和力的关系”最后一节,既是对牛顿运动定律的进一步深化应用,也是必修二“万有引力与航天”的重要铺垫.但许多高一学生在学习本节的过程中,由于未重视超重失重物理规律的应用前提,过度依赖推论,忽略力与运动关系本质,最终导致思维定势而陷入学习误区.通过问题驱动的方式,对超重失重具体物理情境设置问题,引导学生走出3类思维误区.     

通过实验创新调动学生学习物理的兴趣

通过对教科书上曲线运动演示实验的改装和超重、失重的实验设计,说明教师可以利用自己的智慧,改装和设计物理实验,以充分调动学生学习物理的兴趣.     

无线加速度计在超重失重实验中的应用

: 用传统的指针式仪器演示超重、 失重时, 实验现象转瞬即逝, 不易观察. 利用 MPU 6 0 5 0和2. 4 G无线技 术实时采集加速度值并将其可视化, 以实时图像、 生成数据表供用户进行实验分析, 克服了传统实验的不足, 更容易 激发学生的学习兴趣.     

用智能手机探究电梯中的超重与失重现象

利用智能手机自带的加速度传感器,借助相应手机软件得到电梯升降过程中加速度随时间变化图像, 解决了体重计或弹簧测力计读数转瞬即逝、不方便记录分析的问题. 同时,还可以利用牛顿第二定律对超重、失重 现象蕴含的物理规律进行探究. 通过实践,让学生理解产生超重与失重现象的条件和实质     

静电场中的物体受力平衡——静电演示实验

在静电场中物体受力平衡的实验是比较难的,中学静电教学中,这个演示实验在教科书中没有写出.查阅一些教学参考书也没找到这样的演示实验.课本(高中物理甲种本)第二册第六章第二节的内容是:“基本电荷的测定:密立根实验”.对于这段内容学生是看不到演示实验的,为了使学生能直     

物理演示实验室建设

正1主要内容在物理系本科教学体系中,物理演示实验和模拟仿真实验主要有三方面的作用:1)作为理论课教学的辅助手段.通过现象的演示,使学生建立感性的物理图像,加深对复杂的物理理论的理解.2)作为实验课教学的辅助手段.由于条件限制教学实验室中无法完成的实验,如高能、高压、高成本和大型设备相关实验等,可以借助模拟仿     

“做功改变内能”教具的可视化创新开发

常规的“做功改变内能”演示实验装置存在着安全性差、实验效果不佳、循环利用率低、无法定量探究等不足,不利于教师的演示和学生对“做功改变内能”的理解.为解决不足,设计了用K型热电偶测温的可视化演示教具.新教具能够一体化、定量地完成“做功改变内能”的两个实验,具有操作便捷、探究高效、可视性强、实验现象明显等优点,便于教师的演示和学生的理解.     

再次介绍自感现象的演示实验

当学生学习物理学和电工学时,遇到的许多现象都是以自感现象为基础,因此只有很好的理解自感现象的物理本质,才能自觉地掌握这一切现象,而为了掌握自感现象的本质必须有一个具有说服力的、简单的和利用示教仪器就能完成的演示实验。在许多物理教学法书籍中所介绍的自感实验都没有完全满足以上的要求,     

深入浅出 循循善诱 突破难点

牛顿运动定律是力学乃至整个经典物理的基础．牛顿第三定律表述很简短,但它揭示了物体与周围其它物体相互作用的关系,指出了力的相互性和同时性．要求学生正确地掌握和深刻理解牛顿第三定律,对于正确地进行物体受力分析,进而应用牛顿第一定律和牛顿第二定律解决问题是十分重要的．本人在多年的物理教学中体会到,许多高中毕业的学生,对于牛顿第三定律的理解存在着许多模糊甚至错误的认识．笔者认识到,牛顿第三定律虽不是教学的重点,却是教学的难点．只有帮助学生突破难点,澄清那些模糊甚至错误的认识,才能使学生对该定律有准确而深刻的理解,为全面理解和掌握牛顿运动定律,     

融合Multisim技术的中学物理可视化实验的设计与实践——以“电磁振荡”为例

以人教版普通高中教科书物理选择性必修2第四章第一节"电磁振荡"为例,进行可视化实验设计.在实物演示实验的基础上,利用Multisim软件对电磁振荡实验进行仿真,有利于学生观察实验电路图,可以方便快捷地观察不同组合模式下的实验结果,实现实验的课堂可视化.运用不同手段,不仅可以多角度激发学生学习兴趣,还可以打破时空限制.同时,现代信息技术的应用也可应对部分学校实验仪器不足,以及线上教学中缺乏教具无法展示实验过程等所引发的相关教学问题.     

平行板中静电感应现象的实验探究

在高中物理中,静电感应现象是导体中的正、负电荷重新分布的一种现象。这种现象是人们看不见、摸不着的,是比较抽象的知识点,学生对这知识点难以理解。为了让学生深入地理解静电感应的实验现象,笔者设计了一堂"平行板中静电感应现象的探究"实验课程,让学生自己独立思考,通过小组讨论,得出实验方案,验证平板中导体的静电感应现象实验,并让学生分析实验成功和实验失败的原因,师生共同探究,学习演示静电感应现象的实验方法。     

光纤在光学设计性实验中的应用

本以几个典型实验为例,简述了光纤在光学设计性实验中的应用,改革了光学设计性实验内容陈旧、题目少的现状,使一些原来在一般实验室条件下无法观测到的光学现象能够很容易地观察和定量测量。从而加深了学生对光的本质及规律的认识和理解,并可使学生对光纤有所了解。     

弗兰克-赫兹实验中电流变化的研究

弗兰克-赫兹实验对于学生学习和理解量子现象有重要作用，通过理论推导和实验，研究电子在F-H管中的运动情况；分析减速电压、加速电压对电流强度的影响；第一栅极电压对电子能量的影响，通过实验研究栅极电压、时间步距对电流强度的作用情况。结果显示减速电压、栅极电压和时间步距对电子的振荡有影响；第一栅极电压也会使电流产生周期性变化。针对实验现象，提出一些可能的解释，这对物理实验教学有一定启发。