有關(guān)高中物理實驗拓展與完善

摘 要：隨著科技的發(fā)展，社會的進(jìn)步，在高中時期的物理教學(xué)方面，實驗內(nèi)容的不斷豐富，一些相對傳統(tǒng)的教學(xué)方案已經(jīng)不再符合時代要求，不能滿足教學(xué)自身的發(fā)展趨勢了.那么如何進(jìn)行物理實驗的深入就成為了高中教師的核心問題.

關(guān)鍵詞：高中物理;實驗;平拋運動;拓展與完善

中圖分類號：G632????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A????? 文章編號：1008-0333（2021）36-0064-02

在高中物理的實驗中，平拋運動實驗是一項十分重要的實驗，平拋運動是指在物體在只受到重力的環(huán)境下，且只有在水平方向上以一定的初速度所拋出物體形成的運動軌跡，我們在物理上稱之為平拋運動.在高中物理的平拋實驗中，利用實驗數(shù)據(jù)和理論之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行深入探究，這對學(xué)習(xí)物理的學(xué)生而言能直觀得感受到物體在運動過程中的軌跡變化.本文就高中物理實驗中的平拋運動為例，進(jìn)行簡要分析.

一、平拋運動的理論基礎(chǔ)

在高中的物理理論中，平拋運動的相關(guān)知識是一項十分重要的物理知識，在很多情況下都能使用到的物理知識.其定義為：物體在只受到重力環(huán)境下，以一定的初速度向水平方向拋出的物體所形成的運動軌跡，我們稱之為平拋運動.在物體的運動過程中，水平方向上的物體的受力情況為0，但是在水平方向上物體的初速度為v，在豎直方向上，物體并沒有初速度，但是由于受到重力影響，其在垂直方向上的受力是其本身的重力，我們通常稱之為mg.在教師教授平拋運動時，利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，教師應(yīng)該在實驗之前把平拋運動的各項理論向同學(xué)們教授清楚，這樣在實驗過程中有助于學(xué)生們在實驗過程中對物體的運動特征做一個全面分析，從物理角度而言，平拋運動就是兩種運動的結(jié)合體，在水平方向上時物體的勻速直線運動，在豎直方向上則是一種自由落體運動，二平拋運動就是這兩種運動的結(jié)合.因此在進(jìn)行平拋運動計算的過程中，我們就可以進(jìn)行分別計算，再利用平行四邊形定則進(jìn)行核算.

二、對于教材上平拋運動實驗分析 1.對實驗內(nèi)容進(jìn)行拆解分析

平拋運動實驗在高中課本中已經(jīng)給出了實驗過程講解，在實驗的過程中，第一步是對物體的選擇，平拋運動實驗選擇的實驗對象是一個圓滑的球體，這樣在分析其平拋運動的過程中，就對其受到的其他外力的影響忽略不計.第二步 就是進(jìn)行軌道設(shè)計，在平拋過程中，一旦軌道的長度不夠，不足以進(jìn)行多次試驗進(jìn)行數(shù)據(jù)的比對分析，在最后的結(jié)果上就可能出現(xiàn)偏差.使得實驗結(jié)果與實際理論不符.第三步就是設(shè)計小球不同的初始速度，不同的初始速度能夠得到不同的結(jié)果，這樣就對實驗后的數(shù)據(jù)分析有了一個保障.最后一步則是將整個的實驗器材放置在一個水平面上進(jìn)行實驗，在實驗過程中我們要一邊實驗一邊記錄實驗數(shù)據(jù).在將上述實驗器材調(diào)試完畢后，還要將小球的下落區(qū)域背部放置一個紙板.這樣在小球下落后標(biāo)記小球的下落位置，在小球下落之后，在我們進(jìn)行實驗的設(shè)計階段時由于需要多組數(shù)據(jù)，來進(jìn)行分析，我們還應(yīng)提前在固定支架上固定一支鉛筆，這樣就可以通過調(diào)整鉛筆的高度來進(jìn)行實驗，這樣得到的實驗結(jié)果是不同的，就有了多組數(shù)據(jù)支持?jǐn)?shù)據(jù)分析.

2.教材中實驗的優(yōu)缺點

在教材給出的以上實驗中，具有簡單、易操作的特點，并且以上的實驗器材是相對容易獲取的，在教材提供的實驗中，器材獲取比較容易就使得學(xué)生們的實驗空間比較大，甚至可以人手一套實驗器材，這樣獲取的實驗數(shù)據(jù)相對來說就比較大，使得學(xué)生們能夠更容易的分析出平拋實驗的數(shù)據(jù).但是在教材提供的實驗過程中，在實際的實驗過程中，我們就會發(fā)現(xiàn)一些問題，利用這樣得到的運動位置往往會與結(jié)論位置出現(xiàn)偏差，準(zhǔn)確性相對來說較差，這樣實驗我們所得到的運動軌跡一般情況下與理論上的運動軌跡有著不小的誤差.例如：

（1）在實際實驗的操作過程中，為了能夠得到相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和運動軌跡，進(jìn)行實驗的操作人員就需要準(zhǔn)備很多一樣長度的鉛筆而且在實驗過程中，還需要不斷的對已使用過得鉛筆進(jìn)行削減，只有這樣才能保證我們能在小球落地后獲取到小球落地的準(zhǔn)確位置.這回增加實驗難度和許多不必要的操作.

（2）小球在實際實驗過程中極易落空.本次實驗在實際操作過程中，由于是利用鉛筆筆尖做的著陸點的記錄，但是在實際的操作過程中會不斷移動鉛筆的位置，因此在進(jìn)行著陸點的記錄是可能會使得小球多次落空，因而不能畫出原有的著陸點，從而影響實驗進(jìn)度.

三、進(jìn)行平拋運動的實驗設(shè)計及實驗優(yōu)化

1.實驗總體設(shè)計和優(yōu)化教材實驗步驟

在進(jìn)行平拋實驗過程中，教材上的實驗步驟而言，由于受到實驗器材的限定，獲取平拋運動的精確位置相對來說比較困難，因此我們對教材上的實驗進(jìn)行了優(yōu)化，我們可以借助其他工具來獲取平拋運動的精確位置，因此筆者結(jié)合相關(guān)資料進(jìn)行整理.具體步驟如下： 第一步我們是對已有的實驗器材進(jìn)行優(yōu)化，利用更加智能的設(shè)備進(jìn)行實驗.比如說：平拋實驗一體化設(shè)備和平拋實驗?zāi)M平臺，這些設(shè)備都要比教材上的設(shè)備獲取到的信息更加精確，準(zhǔn)確度也高，獲取到平拋運動的物體著陸點相對精確，還能保證實驗的科學(xué)性和規(guī)范性.但是這種實驗器材一般造價較高，因此一個學(xué)校可能就 一臺兩臺的實驗設(shè)備，實驗設(shè)備的局限性就導(dǎo)致學(xué)生們不能全部進(jìn)行實際的實驗操作，因此也在一定的程度上限制了平拋實驗的進(jìn)行.

2.對教材上的平拋實驗進(jìn)行優(yōu)化.

筆者通過實踐實驗過程發(fā)現(xiàn)，我們也可以在原有的實驗器材上進(jìn)行升級改造，從而降低操作難度，以此來達(dá)到實驗的優(yōu)化目的.比如說：我們在實驗的過程中，教材上的實驗時，小球在下落后是小球觸碰筆尖來標(biāo)記小球的下落位置，我們可以將這一環(huán)節(jié)進(jìn)行升級改造，如果我們將小球的下落位置固定，然后再使用一些其他的手段進(jìn)行小球下落位置的標(biāo)記，我們就能盡量的減少小球在定位上的問題.有效的提升實驗效率.我們還可以利用細(xì)沙代替鉛筆筆尖，這樣在實驗過程中小球通過不同的著陸點著陸時就能相對精確的記錄小球的下落位置.并且這樣做的好處不僅僅如此，在小球降落到細(xì)沙上時，小球不會發(fā)生位移，還不用進(jìn)行更換紙張來確定小球的著陸位置.利用細(xì)沙進(jìn)行替換紙張的操作能減少更換紙張的時間，縮短實驗過程，提高實驗效率.

3.實驗過程中的注意事項

在實驗過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行記錄總結(jié)，在完成實驗后我們好對產(chǎn)生的問題進(jìn)行分析.在高中的課堂實驗過程總，我們不能完全按照教材上的實驗步驟進(jìn)行實驗.例如本文所研討的平拋運動為例，首先我們在實驗之前就應(yīng)該做好充足的準(zhǔn)備工作，對實驗的步驟進(jìn)行分解，這樣才能更好的了解實驗過程.也可以讓學(xué)生們進(jìn)行小組討論，或者是讓學(xué)生們多多與教師溝通，這樣對于我們對實驗的完善，優(yōu)化整個的實驗環(huán)節(jié)有著不小的作用.在實際進(jìn)行實驗操作過程中，一旦我們的實驗結(jié)果出現(xiàn)了實驗誤差較大的情況時，我們就應(yīng)該在第一時間進(jìn)行誤差的判斷，看實驗誤差是具體出現(xiàn)在什么地方，及時分析出問題的所在.最后我們在實驗過程中應(yīng)規(guī)范實際操作者的實驗步驟和實驗規(guī)范，做到保證實驗的能順利進(jìn)行.

綜上所述，本文對高中實驗中的平拋運動進(jìn)行了簡要分析，對于平拋運動的實驗步驟進(jìn)行了優(yōu)化，本文將這些問題進(jìn)行了簡單的優(yōu)化，使得整個的實驗過程能盡可能的準(zhǔn)確無誤，以保證實驗準(zhǔn)確性和效率性，讓學(xué)生們在根本上去解讀平拋運動，提升學(xué)生的知識水平.

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[責(zé)任編輯：李 璟]

收稿日期：2021-09-25

作者簡介：孫曉星（1985.12-），男，江蘇省連云港人，本科，講師，從事高中物理教學(xué)研究.