几个物理演示实验的改进

实验是物理教学的基础，演示实验在引导学生体验物理情景、进行观察思考中有着不可替代的作用。基于演示实验的直观（实验现象体现出物理过程的直观）、清楚（演示的物理现象清楚，可视范围大）、简单（仪器结构简单，操作简单）的基本原则，笔者对一些演示实验作了一些改进，教学效果更加显著。

1 振动图像的演示实验

课本上的实验是让沙漏振动起来，人在水平面上匀速拉动木板，然后再将木板拿下来，木板上面就留下了振动的沙迹。教师拿着木板绕着教室走上一圈，学生看到的实验现象并不清晰。改进后的实验能让学生直观的看到振子在竖直方向的振动、木板在水平方向的平动、这两个相互垂直运动的合运动。既节约了大量时间，同时也让学生感受非常深刻。

实验装置如图1：（1）是支架，其长、宽、高根据所用弹簧的长度确定。材料可用不锈钢方管，也可用木条。（2）是振子导轨，两根细铁丝相距约1cm，固定在支架的上下端。用来控制振子在竖直方向上运动，使用时也可涂上一点油。（3）和（5）是画图板的上下导轨，用来控制画图板在水平方向上运动，使用时可涂上一点油。（4）画图板，可用三夹板，宽度比画图板导轨的间距稍小，长度适当即可。为了便于滑动，可镶上铝合金边框，然后在上面贴上5、6层白纸，做一次，撕掉一层，马上又可做第二次。（6）和（9）是弹簧，可用实验室一般的拉伸弹簧。（7）是振子，笔者用直径约10cm的不锈钢球壳，钻一个直径约1cm的孔（比软头笔的直径稍大），然后在球壳内灌入水泥沙浆（如果用实心钢球，密度太大，同时不便于钻孔），插入一支软头笔，待水泥沙浆定型后取出软头笔。另外在与孔垂直的方向上焊接两个挂钩，便于安装弹簧。（8）是一支画图用的软头笔，使用时将其套入振子导轨的两根铁丝之间，保证振子振动时不左右偏移。

在具体演示的时候，先把笔拿下来，蘸上墨水，从两根铁丝之间插入振子孔中，让笔头刚好接触画图板上面的纸，固定好。向下拉动振子，让其上下振动起来，同时尽量匀速的水平推、或者拉动木板。一般在演示之前稍做练习，画出的图像都比较理想。

2 匀变速直线运动规律的演示实验

研究匀变速直线运动规律，当初速度为零时，位移与时间的平方成正比s ∝ T2。验证该结论，可用教材中的实验器材，用重锤拉着小车在水平面运动，用打点计时器计时并记录各时刻的空间位置。但演示起来不直观，学生要通过测量、计算纸带才能得到结论，且实验过程中小车容易偏离木板。该实验的关键是准确计时，准确定位，计时和定位的精确配合。改进后的实验让学生用眼睛看乒乓球的位置，同时用耳朵听节拍器的声音，二者的配合就简单多了。

实验装置如图2：（1）是下滑导轨，用直径8mm的铁丝做成如图形状，导轨长约1m，间距3cm。（2）是一个乒乓球，作为学生的观察对象。（3）和（5）是木板，厚约2cm，在每块木板上面挖两个相距3cm的小槽，作为支架。（4）是标尺，可用长约1m，宽约5cm的硬纸板做成，为了增加可视度，每小格约5cm，把0、1、4、9、16这5根刻度线标注明显，做好后用透明胶带粘在导轨一侧的铁丝下面。另外用节拍器计时。

在演示的时候，将木板（3）用书垫高，使导轨呈约20°左右的倾角，然后调节节拍器，使乒乓球从“0”位置滚到“16”位置节拍器刚好响4次（节拍器响的同时将乒乓球从0位置放开，此次响声不计）。这样学生就能清楚的观察到节拍器响第1次、第2次、第3次、第4次时小球的位置恰好在1、4、9、16处。从而清楚直观的验证了我们的推论：对初速度为零的匀加速直线运动，s∝ T2。该实验改进后现象直观，操作简单方便。

3 静电平衡时导体电荷分布的演示实验

用法拉第圆筒演示物体带电只分布在外表面，学生总有些疑惑。有的学生问：若不是球体，而是其它形状也是这样吗？如果用如图3所示的演示实验，学生的这些疑惑就可以迎刃而解。

剪一张宽约10cm、长约40cm的金属箔，金属箔的两面都粘上5、6条用金属箔剪成的小条（每条宽约0.5cm，长约3cm），把金属箔的两端各粘在一根有机玻璃棒上。取一块木板，在木板上钻有距离远近不同的小孔，小孔的直径比有机玻璃棒直径稍大。首先将金属箔拉直，把两根玻璃棒插入木板中相应的小孔中。再用起电机使金属箔带电，这时金属箔两面粘的金属箔小条都翘了起来，说明金属箔的外表面带电了；改变玻璃棒的位置，使金属箔变成弧形，这时只有往外凸的那一面的金属箔小条仍然翘起，而在凹进去的那一面，金属箔小条垂了下去；再改变玻璃棒的位置，把金属箔摆成“S”形做一次，则会看到，只在金属箔凸出部位金属箔小条才会翘起来。该实验比较形象的说明了外表面的含义，学生看后也比较信服，演示时只要注意让金属箔和有机玻璃棒保持干燥、干净就行。