自制横波实验(演示)器

自制横波实验（演示）器

《机械振动和机械波》是高中一年级物理教学中的重点章节。机械波的概念是该章的难点。如何帮助学生建立波的概念，正确掌握波动的形成以及波动的规律，是教学过程中困扰物理教师的“历史”问题。在以往的教学过程中，横波的概念多采用模型类教具（如横波、纵波演示器），这类教具采用的是机械传动装置，只能在表面上模拟波的表象，并不能帮助学生把波的表现形式与波传播的实质联系起，甚至在学生深入探究实验时由于模型的机械构造导致对波传播的误解。随着多媒体技术的应用推广，许多物理实验包括波动实验，都能通过软件虚拟(模拟)进行，确实很理想化、很方便、也很美观。然而在中学物理教学中只能起辅助教学的作用，如果过分依赖和渲染，会误导学生，以为物理实验只能在电脑上实现。所以笔者认为物理实验通过软件虚拟(模拟)进行，只能作为常规实验的补充。基于上述考虑，笔者总结多年实验教学经验，尝试设计了一套横波实验（演示）器。通过在实际课堂教学上的推广应用取得了良好的教学效果，下面就将这一波动实验（演示）器的结构，制作方法及使用说明简单介绍一下，希望能在物理实验教学的同行中起到抛砖引玉的效果。

一、横波实验演示器

1．弹簧振子：T=≈1s时实验效果较好。制作时应注意的取值。笔者制作中小球质量为0.028kg，直径0.01904m，弹簧可由细钢丝绕制而成。

2．支架。金属杆，竖直杆要求较细且光滑。

3．玻璃底座。亦可使用光滑透明有机玻璃板。

4．固定角座。选用螺丝配夹板与玻璃板相连固定。

5．小球。可选用质量较小的小球（可用扣子代替）笔者选用的为直径m=0.008Kg，直径为0.01m的单摆小球。

6．橡皮筋。要求弹性较好、较结实的橡皮筋。笔者选用为航模弹射用1×1.5mm 的橡皮筋。学生可选用多股松紧带中的1mm以上的弹性较好的橡皮筋。

说明：小球由橡皮筋穿串成一串，小球间距0.010～0.015m时效果较好，总长应在0.4m以上。

二、用于演示实验时所采用的方法

1．将演示器直接平放在投影仪（或实物投影仪）上并选取适当的位置；

2．引导学生仔细观察波动的形式的全过程，讲解波从初始振动逐次传播，介质质点振动方向与波的传播方向相互垂直，以及横波的传播特点和规律。

三、学生自主探究性实验设计

1．向学生介绍横波实验器的制作方法，由学生（可分成小组）自主独立或合作制作实验器。

2．由学生根据课本上的内容自主探究横波产生、传播。观察传播过程，记录数据，讨论探究波动规律。

通过横波实验（演示）器在教学中的应用，较大地增强了学生对于波动学习的兴趣，培养学生的实验动手能力，促进学生形象思维的发展，有利于学生建立科学概念，取得了良好的教学效果。由于笔者能力有限，横波实验（演示）器还存在着一定的缺憾，希望自己这一探求能够得到各位同仁的帮助和指导，以求得以更加完善，在教学中有更好的教学效果。

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