谈物理习题的实验解法

1、.谈物理习题的实验解法物理学是一门以观察和实验为根底的学科。物理实验在物理学的研究和物理课的教学中都有着极其重要的地位，尤其是在培养学生的实验才能、创新精神和理论联络实际的思想方面，它更是有着不可替代的作用。因此，近年来各地都加强了物理实验教学和考察的力度。但是，应当看到，目前我们的大多数老师还仅仅停留在为实验而实验的层次上，更有一些老师甚至因考试不能实际操作而将物理实验与物理习题割裂开来。笔者通过多年来的理论发现，在习题教学中假设能恰当地利用实验解法，不但能进步学生的学习兴趣、实验意识和动手才能，使学生在实验中理解难以明白的物理概念、规律，而且易于纠正偏见、启迪思路，从而进步学生分析问题、解

2、决问题的才能，并可拓展学生思路，进步学生的创造才能。实验法解题可分为直接实验法和间接实验法两类，下面分别举例予以说明。1 直接实验法所谓直接实验法，就是直接按照习题的要求设置物理实验从而由实验结果来得出习题答案的一种解题方法。其特点是直观、显明。它表达了物理学以观察、实验为根底的特点，并对纠正理论分析的偏见、启迪思路很有帮助。例1做凸透镜成像实验时，挪动光屏、凸透镜和蜡烛的互相位置，在光屏上出现蜡烛明晰的像后，再用黑纸把凸透镜沿程度线上边的半圆贴起来不让光线通过，那么光屏上A只剩下上边一半的像。B只剩下下边一半的像。C像完好，但要比原来的暗。D像的情况不变。教学中学生答A、B、C的都有，而此题

3、一个典型的错误就是不少学生受了如图1所示的光路图的误导认为主光轴上部透镜左边的两条光线1和2被挡因此下半部分的像A将消失，应选A。在这种情况下老师不宜直接给出答案即使给了学生也难以承受而应当引导他们先用实验检验自己的答案。实验简单、直观地证明了C的正确，这时我们再反过来对照实验帮助学生分析选B的错误就比较容易了：原来，上面的光线还可以通过如图的虚线3等到达下方。可见，是这个光路图画的有失全面。这时我们再提醒学生注意以后分析问题一定要全面就很适时和必要了。例2如图2，当开关闭合P向右滑动时，A表的读数_，V表的读数_。此题看似简单，但理论分析有两个难点：其一是V表实际测的是R两端的电压，但不少学

4、生会认为V测的是R两端电压；其二是P向右那么R增大，总电阻增大，那么电流减小，A表示数减小；但直接根据R、I的变化判断V表读数变化却是不可能的，我们必须先判断出R两端电压减小，再由总电压不变进而得出R两端的电压增大。显然，此题的理论分析并不容易，但假设用实验法那么一目了然，一看便知A变小V变大。此题假设能边分析边实验，对于帮助学生理解上面的理论分析将很有好处。无需讳言，这种直接实验得出答案的做法必然为我们不少老师所不齿，因为这种做法既不为闭卷考试所允许，也不能很好地显示我们物理的“理。但是，笔者要说明的是：正是因为我们一味地侧重于“理而在很大程度上忽略了物理学的理论性，才使我们培养的人才在观念

5、上重“理而轻“实，而这正是我国自然科学在不少方面落后于西方兴隆国家的一个重要原因。所以，物理教学中，我们必须在观念上要有一个大的转变，既然物理学本身就是一门实验的科学，所以实验解法就应当是物理习题的一种最正宗的解法而不容受到鄙视！2 间接实验法间接实验法又可分为实物替代法和理论模拟法。21 实物替代方法例3湖面有一小船，小船里装有一些石头，现将石头沉入湖中，问湖面是升高、降低还是不变？假设其它条件都不变这是一个较为复杂的力学问题，学生答案一时也难以统一，我们又不能把学生带到湖中完成这一实验而且即使在湖中这样的实验也是不可能完成的；然而，我们却可以引导学生用实物替代法完成这一实验。比方，我们可以

6、用一个装有水的容器来代替湖，用一较大的木块代替船，再用一个石块代替石头来完成这一实验。通过实验可很直观地发现答案：水面下降了。这时我们再引导学生进展理论分析就很容易：可以把石头和船看成一个整体，当石头在船上时，它受到的浮力等于其总重；而当石头沉于彻底，石头受到湖底支持力，故而石头和船受到的浮力小于它们的总重。可见，这一整体所受浮力减小，而，故而它们排开水的体积减小，水面下降。理论证明：实物替代法的应用不但对于培养学生将实际问题转化为物理问题、建立物理模型的才能大有帮助，而且对进步学生设计，完成实验才能极为有利。22 理论模拟法例4甲乙两同学从跑道一端前往另一端，甲用一半时间跑，一半时间走；乙跑一半路、走一半路。假如他们走和跑的速度分别相等，那么A甲先到达终点。B乙先到达终点。C两人同时到达。D无法确定。此题可用直接实验法，但在考试时也可用理论模拟法来得到答案：设，甲跑、走各用 10 s，那么s为即60 m，也就是甲用20s行了60m。乙要行同样的路程需跑30 m，走30m，共用时间为6s30s36s。显然，故而甲先到