辅助学生解题的小实验三例

物理实验是学好物理课的必要组成部分，它不仅可以作为物理理论的检验标准，还可以帮助我们解决习题的难点。此外，物理实验本身即包含了极为丰富的教学内容。在高中物理解题教学中，面对习题描述的现象，高中生常常做出错误的分析。本文列举用绳做的三例实验，意在说明：可以通过实验的方法解决高中生在解决习题时的思维障碍；小器材、小实验也可以起大作用。

1 利用绳产生弹力的特点做实验

例1 如图1所示，物体的质量为2kg，两根细绳AB和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个与水平线成θ=60°的拉力F，若要使绳都能伸直，求拉力F的大小范围。

初学者容易想到此题存在临界条件，但是，F足够大（小）时，对应哪根绳松弛，学生容易判断错误。

笔者用绳组成如图2装置：B、C端利用磁铁固定于黑板上，A端系重物，F端用弹簧测力计连接。

实验时，缓慢改变F的大小，可以看到，F足够小时，AC绳松弛，F足够大时，AB绳松弛。

如此，学生很容易正确判断出临界条件了。

2 利用绳长度几乎不变的特点做实验

例2 如图3所示，物体A和B的质量为m，且分别与轻绳连接跨过定滑轮（不计绳子与滑轮，滑轮与轴之间的摩擦），用水平力使物体B沿水平方向做匀速直线运动，请分析绳弹力的变化情况。

此类型的题常常出现在《牛顿运动定律》一章中，即《运动的合成和分解》一节之前，在这种情况下，怎样讲解此题呢？笔者是这样做的：在黑板上画一条水平线，取一不易伸长的细绳跨过吸附在O点的磁铁（图4）。绳的初始端分别为A1、B1，再取B1、B2，B3，B4等间距（意为匀速），拉紧绳后，对应端为A2，A3，A4。测量各A点的距离，易知：A做加速度减小的加速运动。知道A的运动情况后，就容易可以判断出绳拉力的变化了。

即使是在《运动的合成和分解》一节中，此实验对学习仍然具有积极的意义。

3 利用绳和杆的不同做实验

例3 如图5所示，水平轻质杆固定于O点且可绕O在竖直平面内自由转动，水平杆长为2L，另一端及中点各有一个质量为m的小球，求当杆由水平位置无初速度释放转到竖直位置的过程中A球减少的机械能？

众多学生认为此题中的杆对小球不做功，为打破该想法，本人把杆换成绳演示此实验：在O点吸附一磁铁，系一细绳，释放后，观察到B球落后于A球（如图6所示）。

一经演示，众多学生恍然大悟：杆对B球做正功――让B球快了一点！后续分析，教师自然轻松了不少。

面对新课程改革、高考，笔者认为习题课辅以实验，不但可以提高习题课的有效性，而且可以增加学生的学习兴趣；不但化抽象为具体，而且凸显了物理学科是以实验为基础的学科特点。欢迎老师们都来深入研究，共同提高。