高中物理简易实验

高中物理几个简易实验
摘要：物理学是以实验为基础的科学。

物理实验是根据一定的研究目的，运用科学仪器、设备，人为地控制、创造或纯化某些物理过程，使之按预期的进程发展，同时在尽可能减少干扰的情况下进行定性或定量的观察和研究，以探求物理现象、物理过程变化规律的一种科学活动，也是检验物理教学理论是否正确的标准。

物理实验是物理教学的内容的重要组成部分，也是物理教学的重要手段。

物理实验教学是物理教学的有机组成部分，无论从教学目的、任务还是物理学科的特点以及学生的年龄特征方面等诸多方面考虑，实验教学中物理教学中都占有极其重要的地位，对提高物理教学质量，培养创造性人才具有极其重要的作用。

关键词：物理实验教学简易实验重要性
一、物理实验教学的作用及意义
物理实验教学作为物理教学的有机组成部分，无论是从物理教学的目的、任务还是物理学科的特点等方面考虑，物理实验教学都占有极其重要的地位，对提高物理教学质量、培养创造性人才都具有十分重要的作用。

1.实验教学能激发学生学习物理的兴趣与求知欲望
“激发学习兴趣”是中学物理教学的任务之一，实验教学是“激发学习兴趣”的最好方法。

因为实验真实、形象、生动，对中学生有很强的吸引力，极易呼唤起他们的直觉兴趣。

实验教学也正符合了中学的心理特征，极易被学生接受。

比如在中学讲发电机时，如果单纯只讲知识，学生则容易产生枯燥、乏味的感觉；反之，如果老师能实验的方式讲授，那么课堂的效果就要好很多。

2.提高感知效果，优化学习环境
处于中学阶段的学生，大脑发育还不成熟，理性思考能力也不是很强，对抽象性较强的内容往往很难理解。

通过实验教学可以使学生掌握必要的感性材料，从而对一些物理概念、规律加深理解。

理性认识是建立在感性认识的基础上，所以说，在物理教学中，要使学生形成概念、认识规律，教师必须想方设法创造一种以学生为主体的学习物理环境，让学生在物理世界中通过各种活动去认识世界。

而观察、实验则是创设物理环境最主要的方法，是获得物理知识的源泉。

3.实验教学是发展学生能力和技能的重要途径
实验是首脑并用的实践活动。

在实验过程中，通过阅读实验资料、操作实验仪器、观察实验现象、排除实验故障、记录实验数据、分析试验结果等活动、使学生的阅读能力、思维能力、操作技能和手脑并用能力以及语言和文字的表达能力等都得到了锻炼。

并且由于实践与思维、动手与动脑相联系，使学生的实际技能以及创造能力都得到发展。

所以说，做实验的过程是一种综合能力的培养过程。

而且，这种综合训练过程，也是创造能力得以产生的基础。

4.实验有利于培养学生良好的科学作风和道德风尚
实验本身是一个严格的科学过程，要获得实验的成功，必须一丝不苟，认真严谨，这对培养学生实事求是的态度和严谨的科学作风是十分有益的。

此外，实验对磨练学生的意志、培养学生遵守纪律、爱护公物的优良传统都具有十分重要的作用。

物理实验最重要的作用是在平时实验中形成的一些优良品格对学生日后人生的影响，严谨的科学作风必然会使学生在生活中成为做事严
谨的人，实事求是的精神，务实的工作作风等都是学生人生中的珍贵财富。

二、中学物理中的几个简易实验
1、演示抛体运动的规律
在对抛体问题的研究中最常用的方法就是运用运动和合成与分解，而运动的合成与分解实质就是对一些描述运动的物理量的合成与分解。

在运动的合成与分解中，学生往往对合速度和分速度、合位移和分位移难以理解，如何使学生对运动的合成与分解有一个直观的认识，从而加深对它们的理解，对教学的效果有着很重要的影响。

如图1所示，取一根稍长的细杆，一端固定一根铁钉，另一端用羽毛或者纸片做成一个尾翼，这就做成了一个能够显示抛体运动规律的“飞镖”。

在空旷的地面将飞镖平着或者斜着抛出，就可以演示抛体运动的轨迹，飞镖落入地面后它的指向就是飞镖落地瞬间的合速度的方向。

改变飞镖的投射角，观察其插入地面的不同角度。

体会曲线运动速度方向和曲线轨迹的关系。

图1
通过该实验，学生可以清除地看到物体在空中飞行的轨迹和落地时飞镖的倾斜程度，从而对运动和合成与分解有了直观的认识，为进而上升到理性认识作好了准备。

2、模拟气体压强差生机理的实验
我们都知道气体会产生压强，但是压强产生的机理到底是什么呢？通过该实验可以直观的向学生展示压强产生的机理，从而加深学生对气体压强的理解。

用小钢球作为气体分子的模型，把装有小钢球的杯子放在距离台秤上方约10cm 的位置，把一粒钢球倒放在称上，观察台秤的指针的摆动;然后把100粒或者更多的钢球倒在台秤上，观察称的指针的摆动情况；再使这些钢球从更高的位置倒在台秤上，观察台秤指针的摆动情况。

从上面实验我们可以想到，从微观角度看，气体的压强大小跟两个因素有关，一是气体分子的平均动能，一是气体分子的平均密度。

气体的分子平均动能越大，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大；而温度是气体平均动能的标志，可见气体的压强和温度有关。

气体分子越密集。

单位时间内撞击单位面积的气体分子数越多，气体的压强就越大，一定质量的气体，体积越小，分子越密集，可见气体的压强跟体积有关。

3、模拟电场线实验
电场线和磁感线都是为了方便地描述电场和磁场人为地引入的假象曲线，二者都
是比较抽象的概念，怎样为学生呈现一种直观的图像使学生加深对它们的认识呢？在
学习磁场相关知识时，我们演示过模拟磁感线的实验，学习电场时我们类似地可以模
拟电场线。

电场线可以用实验来模拟，把头发屑悬浮在蓖麻油里面，（蓖麻油流动性好，有
较高的介电常数，即存储电能的能力较好），然后加上电场，微屑在电场中必然受到
电场力的作用，形状就会发生变化，微屑就按电场强度的方向排列起来，显示出电场
的分布情况，可以直观地理解电场线这一概念。

变换不同的电场，可以发现微屑的排
列也会不同。

通过此实验使学生加深了对电场线的理解。

4、验证环形电流的磁场方向
在学习电流周围的磁场时，学生主要要学会判断通电直导线、通电螺线管和环形
电流的磁场，而对初学者来说，对这三种情况比较容易混淆，因此在教学中尽量使学
生亲身参加到实验活动中，获得直接经验，从而能正确区分几种不同的情况下磁场方
向的判断。

如图2，在瓶子上垫层纸，用漆包线绕10—15圈，把绕好的线圈从瓶子上取下
来，就做好了一个简易的通电螺线管，用胶带把它固定在木板上。

用干电池作为电源，
闭合电路之后在线圈的周围就差生了磁场，将小磁针放在线圈附近不同的位置，小磁
针受到磁场给它的力，指针必然发生偏转。

观察小磁针的指向的变化；小磁针N 极的
指向就是改点磁场的方向。

通过实验可以使学生加深对磁场方向判断的记忆和理解。

图2
5、用小磁针估计磁感应强度
磁感应强度是一个矢量，那么，当有几个磁场的时候，某点的和磁感应强度应该
就是各个磁场产生效果在该点的叠加。

如何使学生理解磁感应强度的合成呢？
地球本身就是一个巨大的磁体，在地面上一点放一小磁针，则小磁针静止时N
极的指向就是该点地磁场的方向。

若此时在小磁针附近再附加一磁场，则小磁针就会
指向合磁场的方向，磁感应强度合成满足矢量合成法则。

因此可以用小磁针估计条形
磁铁周围某些特殊点的磁感应强度。

如图4。

测出 后，由三角函数可以求出条形磁铁附近的磁感应强度。

地磁场的强度是已知的，如图3.
图3
图4
6、测绘烧瓶内的V--T 图像
压强、体积和温度的关系在研究气体相关问题中有着很重要的地位，如何用简易
的实验来验证它们之间的关系，从而使学生通过实验来获得对知识更深刻的认识呢？
把一个小烧瓶和一个弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图5所示，在均匀玻
璃管内引入一小段油柱，被油注封闭的的烧瓶内的空气是实验的研究对象，它的压强始终和大气压强相等，是不变的。

首先要测出烧瓶的容积和玻璃管内部的横截面积。

把装满烧瓶的水倒入量筒，可以测出烧瓶的容积；把已知高度的装入玻璃管的水
也倒入量筒可以测出玻璃管的横截面积。

实验时测出玻璃管内空气柱的长度，加上烧瓶的容积，就是所研究的空气的总体
积。

把烧瓶放在热水中，改变瓶内空气的温度，测出几组体积，坐出V--T 图像。

然后验证结果是否与nRT =PV 一致。

图5
7、观察单缝衍射和双缝干涉现象
单缝衍射和双缝干涉在高中光学中有着极其重要地位，但是二者却比较抽象，学
生难以与现实的经验联系起来，对学习造成很大困惑，即使在实验室看过老师的演示，但还是难以激发积极的兴趣，如果学生在实际生活中就能很简单的观察衍射和干涉的实验现象，无疑对学习该部分知识有着积极的作用。

以下介绍的两个实验取材都非常容易，有很强的操作性。

（1）单缝衍射
B X B Y
B θ
将镜子镀膜的那一面用剃须刀划一条单缝，这样单缝就做成了，然后用激光笔照射在单缝上，观察墙上形成的图样。

墙上应该会出现一组亮暗相间的条纹。

（2）双缝干涉
把两只刀片并拢，以刀刃的前沿在镜子镀膜的那一面一次划出两道细缝，间距要小于0.1mm，这样就做成了双缝；通过双缝观察相距0.5m作用的白炽灯丝，可以看到灯丝两侧分布着彩色的干涉条纹。

8、观察水流导光现象
将饮料瓶下侧开一个小孔（如图6），先用激光笔照射一下，会发现光沿直线传播；瓶中注入清水，水就从小孔流出，用激光笔水平沿饮料瓶小孔出水处照射，观察光的传播路径。

这是全反射的作用，即光从水中射向空气，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回水中。

表面上看，光好像在水流中弯曲前进。

实际上，
在弯曲的水流里，光仍沿直线传播，只不过在内表面上发生了多次全反射，光线经过多次全反射向前传播。

通过该实验可以使学生更深刻地理解全反射知识，激发学习物理的兴趣。

图6 课外实验与小制作是课堂教学的有益补充，是不可缺少的一种教学形式。

一般说来，课外实验与小制作有两种形式：一是结合教学内容，要求学生用一些简单的器材自制教具并独立地进行观察和实验；一种是在教师的组织和指导下进行室外观察和测量。

课外实验与制作可以扩大学生的知识领域，激发学生学习物理的兴趣，培养学生的观察能力、独立工作能力以及耐心、毅力等优良品质。

通常，教师在布置课外实验制作时，要注意：（1）所选的内容要有意义，能激发学生实验或进行制作的兴趣，使学生能积极、主动完成；（2）实验方法要求相对简单，取材方便；（3）要考虑安全因素，不要涉及一些危险环节。

参考文献：
[1]李新乡.物理教学论.北京：科学出版社，2005，166～175
[2]王教过，李贵安.物理教学论.陕西：陕西师范大学出版社，2009，222～228
[3]人民教育出版社中学物理教材必修2
[4]人民教育出版社中学物理教材选修3—1
[5]人民教育出版社中学物理教材选修3—2
[6]人民教育出版社中学物理教材选修3—3。