再谈力学实验的思想和方法

力学实验在高考中是“重头戏”之一，尤其是使用人教试用版新课标的省份，由于热学、光学等实验内容也随相关章节纳入了选修部分，力学实验在高考中的重要性相应提高，也是每年高考的必考内容，如江苏自2008年以来高考实验考题总分均为18分（满分120分），电学8分，力学10分。但许多考生往往重电学轻力学，虽然力学部分总体难度不大，考题常是原实验题或其改型，但每年的得分情形却很不乐观。那么，复习中该注意哪些问题，采取哪些方法，才能取得较好的效果呢？

一、注重物理思想的挖掘，注重物理规律的复习，注重实验模型的构建。

1.力学实验考查的本质是运动学和动力学规律的运用，综合性要求较高。

近几年许多高考电学实验题的考查突出了灵活性和技巧性，考出了能力，一直是高考实验考查的大热门。但从知识的结构来说，很多实验题体现的还是单一的伏安法的“大思想”［１］，加一些函数分析、数据处理等数学方法，再加一些如“等效电源、等效替换、转换测量、半偏法”等物理方法，使电学实验具有多样性和复杂性。相比之下，力学实验体现的多是物理知识、物理规律，所以对力学实验的复习，其实是以对力学知识、力学规律的牢固掌握、综合运用为前提的。如在验证“加速度与力、加速度与质量的关系”的实验中，只有对连结体正确运用牛顿第二定律，从立式中熟练分析加速度和小车质量、砂桶重力、摩擦力（当出现未平衡或平衡不足或平衡过度等情形时）相互之间关系，才能对诸如图线为何弯曲、如何弯曲、何时不过原点、与哪个量成线性等问题加以分析，得出正确的结论。更为重要的是，很多时候考题中出现的不是课本上的原型实验，而是其变型或拓展。

2.注重力学习题与实验模型的转化。

近年来的许多力学实验题，总是和力学习题有千丝万缕的联系，有的更是直接由习题变化而来。因此，从这一点上来讲，力学实验出新题很容易，其灵活性和多样性也很容易做到，许多题目都可以转型为实验题，一样可以考出能力。（如2008年江苏高考第11题）

3.挖掘实验中的物理思想，总结实验方法。

2008年高考第11题中的物理思想和方法，所体现的是转换测量的方法。其实与之相似的物理模型有很多，如图1所示装置，为了测定在光滑桌面上的被压缩了x的弹簧中储存的弹性势能，同样可通过平抛运动规律测出离开桌面的动能，进而可知弹簧中储存的弹性势能。

再如图2，在验证碰撞中的动量守恒时，体现的依然是转换测量的物理思想，不过这里需要的是碰后速度（动量）而不是速度平方（动能），故最后表达式中只有OP、ON、O′M等代表碰前或碰后速度的位移量，这里不再一一展开。

二、重对比、重扩充，在对每个实验巩固掌握的基础上，引导学生对同一器材去扩充不同的实验，同一实验去用不同的器材（或不同的设计）。

物理解题中注重一题多解、一题多变、多题归一，其实，在力学实验的复习中也要注重这种思想，不过在形式上稍有不同。针对高考中力学实验有许多是原题的改型，复习中可让学生思考同一器材可开展多少实验？并加以区别、对比。

例如：图3为探究牛二定律实验的装置图，但这一装置还可以用来做其他很多实验，命题人可以多角度多方位来考，如：研究匀变速直线运动、验证机械能守恒（M和m构成的系统）、测定动摩擦因数等。

在不同的实验中，看上去相似的东西有许多不同的本质，如图4为探究加速度与物体受力的关系时画出的a-F图，图6为研究匀变速直线运动时画出的v-t图。两图都发生了弯曲，且实验装置图也一样，许多同学在分析弯曲原因时就可能搞不清楚二者的区别。图5是该实验在研究某一次匀变速（即一根纸带）时的情形，v-t图告知我们后来a在变小，主要原因是滑轮高度不适当，从而使小车在末端时拉线与板不平行，合力变小，使a变小。这样的对比训练，必然使学生受益匪浅。值得注意的是，在2010年江苏高考卷中，这个装置又被用来探究空气阻力对物体运动速度的影响。

三、对力学分组实验的复习应注重实际操作，熟悉过程，把握细节。

在力学实验的复习中，许多老师为了节约时间，热衷于“纸上实验”，以为这样做是省时高效的，其实不然。让所有同学进入实验室，亲手做一下，重温过程，体验细节，对提高复习的有效性是大有裨益的。

1.力学实验的遗忘甚于电学实验，由于力学实验是学生在高一时所学，再加上较多同学平时不重视，进入高三，已时隔两年，遗忘是必然的事情，而亲手操作、亲历过程是最好的记忆重现手段，这些时间是值得“浪费”的。当然，可以将实验进行某些归类，如按器材分类有：打点计时器类、平抛类、单摆类，可以几个实验一起做，分类复习。

2.有利于细节的把握。有许多实验题其实是实验中细节的重现，如在验证机械能守恒定律的实验中，要选取起始步骤操作（即先开打点计时器后释放纸带）不一定能得到满足条件的纸带。这一点，不亲历，是不会体会的，只有去实际操作，才会发现有多条根本不接近2mm，其实这是由于打点计时器的打点针不容易恰好和手的动作同步，所以实验中要求多打几条，所以才有了挑选纸带这一步骤（当然还要挑选点迹清晰的低带）。

3.有利于互动合作，有利于培优补差。由于个体的差异，在课堂上不可能每个学生都能达到良好的实验复习效果，进入实验室后的分组实验，有利于他们取长补短，合作探究，互相促进，大面积提高复习效率。另外，实验中的小组分作、互动探究也有助于物理品质的培养，有助于合作探究思想的养成，而这正是我们物理学科教学的最终目的。

参考文献：

［1］吴政.电学实验大思想与小方法［J］.物理教师，2009，7，20.

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