学生的文具盒中通常有钢笔、铅笔、圆珠笔、中性笔、橡皮、直尺、三角板、圆规、胶带等,在教学中如能很好地加以利用,可以完成很多物理小实验,帮助学生理解物理规律,感受物理的魅力。
一、特殊测量:可以利用直尺、三角板、铅笔、圆规完成多种特殊测量
1.1.测量细铜丝的直径:将细铜丝紧密地缠绕在铅笔上N匝,直尺测出总长度L,则细铜丝的直径为多少。
1.2.测量硬币的直径:直尺放在水平桌面上,将硬币放在直尺上,用两个直角三角板的直角边将硬币卡在直尺上(如图所示),从直尺上直接读出直径。
1.3.测量曲线的长度:利用圆规进行截取,结合直尺测曲线的长度。
二、声学实验
2.1.声音是由物体振动产生的:a.用嘴吹钢笔笔套边缘内侧,会听到清脆的声音,这声音是由于空气的振动产生的;b.将直尺压紧在桌子上,一部分伸出桌面,用手拨动伸出桌外的一端,使直尺振动,在听到声音的同时观察到直尺的振动。
2.2.固体可以传声:将铅笔(圆珠笔、钢笔)一端紧靠耳朵,一端用手指轻敲发声,体验一下与笔不紧靠耳朵时发声的区别,可知固体(笔杆)可以传声,且传声能力比气体强。
2.3.音调与频率的关系:a.将直尺压紧在桌子上,一部分伸出桌面,改变直尺伸出桌面的长度,用手拨动伸出桌外的一端,振动快时音调高,振动慢时音调低;b.取两头一样粗的圆珠笔管一只,用细铁丝绑一小棉花团蘸水,从圆珠笔管一端塞进去不让漏气,在另一端用嘴吹响,推拉铁丝改变棉花团的位置,体验声音频率与气柱长度的关系;c.取两把直尺,用一支的边缘去划另一支的边缘,划动快时音调高,划动慢时音调低。
2.4.响度与振幅的关系:保持直尺伸出桌面的长度不变,用大小不同的力拨动另一端,振幅大时响度大,振幅小时响度小。
三、热学实验
3.1.将铅笔、直尺、圆规放在热水中,体验物体的导热性能。
3.2.圆珠笔笔芯内上方有一层油层,防止蒸发。
四、力学实验
4.1.演示惯性:a.取一张纸条放在文具盒(橡皮)下方,迅速抽去纸条而文具盒(橡皮)不动,说明物体具有惯性;b.取一只铅笔(圆珠笔、圆珠笔芯)放在桌面上,用力弹击,笔可以继续向前运动,说明物体具有惯性。
4.2.演示力的作用是相互的:取一只笔,用手指压笔的一端,发现手指会凹陷,说明力的作用是相互的。
4.3.演示摩擦力:a.比较滚动摩擦和滑动摩擦:铅笔、钢笔写字时笔尖与直面之间的摩擦是滑动摩擦,圆珠笔写字时,笔尖与直面之间的摩擦是滚动摩擦;b.用弹簧测力计在桌面上匀速拉动文具盒,读出测力计的视数,将文具盒放在铅笔(圆珠笔芯)上在用弹簧测力计匀速拉动文具盒,读出测力计的视数,比较两次视数可以知道用滚动代替滑动摩擦力变小;c.观察圆珠笔、中性笔笔筒的花纹,增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦。
4.4.演示力的作用效果:a.用力弯折直尺、圆珠笔芯,直尺、圆珠笔芯发生了形状的改变,说明力可以改变物体的形状;b.圆珠笔笔尖被压伸出时弹簧被压缩,说明力可以改变物体的形状;c.取一橡皮,将橡皮扔出,橡皮将由静止运动起来;用手推平放在桌上的圆珠笔,圆珠笔由静到动,都可以说明力可以改变物体的运动状态。
4.5.找物体的重心:通过找橡皮、直尺的重心,体会物体的重心。
4.6.演示压力的作用效果:用两只手指同时挤压铅笔、圆珠笔两端,两手指的感觉不同,手指的凹陷程度不同,说明压力的作用效果与受力面积的大小有关。
4.7.演示杠杆:用直尺做杆、橡皮做支点去撬动文具盒,演示杠杆。
4.8.制作简易密度计:在铅笔一端缠绕上适当的细铁丝(或铜丝),使其重心下移,将其放入水中,会发现笔能竖直地立于水中,制作简易的密度计。
4.9.制作连通器:取两只用完的圆珠笔芯(或废旧的圆珠笔外壳),然后用胶管将其连在一起,即可制成连通器。
4.10.验证大气压强的存在:a.钢笔水的吸入;b.用嘴吸一下钢笔套,钢笔套会紧紧贴在舌头上,这些都可以说明大气压的存在。
4.11.重力的方向竖直向下:a.将纸放在桌面上使用钢笔正常书写,很容易写字,将纸放在上方、笔尖向上写字,一会之后写不出来,可以形象地说明重力方向竖直向下;b.将橡皮等物品从高处自由放下,总是向下落,说明受重力作用,且重力方向向下。
4.12.演示物体的浮沉:铅笔、直尺放入水中漂浮,橡皮、圆规放入水中下沉。
五、光学实验
5.1.演示光的直线传播:a.旋下笔杆下半节两端相通的部分,通过一端的孔看前方的景物,会发现观察的范围很小,这是因为光沿直线传播的缘故,如同青蛙坐井观天;b.将笔立在阳光下,会有影子,立竿见影,说明光的直线传播。
5.2.演示光的折射:将圆珠笔(铅笔)斜插入水中,发现水中部分向上弯折,说明光从水中斜射入空气中发生折射。
六、电学实验
6.1.演示摩擦起电:用直尺、圆珠笔外壳与头皮、衣服摩擦之后可以吸引小纸屑,演示摩擦起电。
6.2.演示物体的导电性,区分导体和绝缘体:将电源、小灯泡、开关、导线组成的一个简单电路,将铅笔木质部分、铅笔芯、直尺、橡皮、三角板、圆规等逐一串联入电路中,看灯泡是否发光,灯泡发光,说明接入的是导体,灯泡不发光说明接入的是绝缘体;从而可演示物体的导电性能的好坏、区分导体与绝缘体。
6.3.演示影响电阻大小的因素、滑动变阻器原理:将铅笔的木材劈开露出铅笔芯,将铅笔芯的两端连入电路,这时灯泡发光,调节其中一端线头在铅笔芯上的位置,即减小铅笔芯接入电路的长度时灯泡变亮;若再增加铅笔芯接入电路中的长度时,灯泡变暗。说明导体的电阻大小于导体的长度有关,长度增加电阻增大,同时也是滑动变阻器的工作原理一个说明。
6.4.演示磁屏蔽:取一细线一端连接回形针、一端固定于桌面,用一“U”型磁体将回形针吸引悬空,然后分别将橡皮、直尺、小刀等物品放置在回形针和磁体之间,观察回形针的状态,体验磁屏蔽。
学生的文具盒就是一个实验箱,许多实验所需的器材可以从中找到,只要我们留心,稍加引导,学生在平时就可以做大量的实验。这样既增加了学生动手的机会,从而培养学生的实践操作能力,又能使学生认识到自己身边就有许多物理问题需要研究,从而激发学生学习物理的积极性和主动性,对全面提高学生的素质是十分的有利。
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