宛玉娣

【摘 要】 《物理课程标准》对义务教育物理课程的实验提出了明确的要求。在“内容要求”中，凡是用“通过实验”这一措辞陈述的知识内容，都必须通过实验来学习，这些实验是必须做的，是标准对物理实验的基本要求。本文通过举例，探讨了初中物理教科书中应关注的实验问题。

【关键词】 物理实验 教科书 实验问题

在平时的教学中，我也按照课标把能做的实验尽量去做一遍，对很多实验我没有进一步的思考，当实验现象和书本中的描述差不多时，我就觉得大功告成了。如果有些实验比较难操作，我不是去想如何改进，而是下载一些视频或动画来代替。结果在这次培训的过程中，我发现了一些平时没有关注到的问题。

一、平面镜成像实验

问题：实验中是不是只能用玻璃板代替平面镜？

解决方案：可以使用平面镜，但是两个物体的高度要高于平面镜，让物体露出平面镜的部分与下面的像合成一个整体即可。

二、水沸腾实验（书本所示的装置图实验效果不好）

问题1：需要加热的时间很长。

解决方案：1. 石棉网一定要用旧的；2. 水的初温在80℃以上；3. 用100ml的小烧杯，装的水量在60ml左右。

问题2：水的沸点低于100℃。

很多教师以为温度计不准确，或者把这个问题解释为大气压偏低，其实大多数情况下这些都不是主要原因。

沸腾时水剧烈地汽化需要吸收的热量很大，而酒精灯燃烧释放的热量不足，致使容器内中上部分的液体温度达不到100℃。把温度计插入液体中部测量水温通常只有98℃左右，把温度计插入液体上部测量水温通常只有97℃左右。温度计所测温度不是沸点。其实这个时候，只要仔细观察就会发现，气泡上升至水面的过程中气泡体积并不是变大的。所以不能把这个问题解释为温度计不够准确，也不能把这个问题解释为气压偏低。要改进这个问题需要从减小散热和提高热源供热两方面着手。

解决方案：可以改用烧瓶观察水沸腾，通常是100℃，但也有一个问题，球形烧瓶无法观察气泡上升时大小变化。

三、红外线的热效应

问题：实验现象很不明显，根据教参建议，把温度计的玻璃泡涂成黑色进行实验，但效果还是不理想。

解决方案：改进“温度计”——自制“空气温度计”，使现象放大更明显。

四、探究杠杆平衡条件

问题：弹簧测力计倒置测量时，误差较大。

很多教师采取的是倒过来然后进行调零的方法，我在实验后觉得此方法还是欠妥当。我们来分析一下：将弹簧测力计水平放置，弹簧自然伸长，调节刻度板使弹簧的指针指向零刻线O（见下图1模型），然后将弹簧倒置，用手抓住弹簧测力计的外壳，弹簧在拉杆、拉钩的重力作用下压缩，指针所指的位置为O1，弹簧的形变量为△OO1，再将弹簧测力计倒挂在杠杆上，弹簧在外壳的重力作用下被拉伸，指针所指的位置为O2，弹簧的形变量为△OO2，在不考虑弹簧自重的情况下，弹簧测力计的总重由拉杆、拉钩、外壳的重力相加，所以△O1O2就等于弹簧测力计的总重作用在弹簧上使其伸长的长度，如果用手抓住倒置的弹簧测力计的外壳，将指针调为零的话，也就是倒置时调节面板将指针的位置调为O1，那么弹簧测力计倒挂在杠杆上时它显示的读数就为其自身重力，用这样的弹簧测力计就可以直接测量杠杆受到的拉力了。

但事实是弹簧测力计里的弹簧不能压缩只能拉伸，也就是说当用手抓外壳使弹簧测力计倒置时，指针的位置应该不会发生变化，但由于弹簧挂在里面的横杆上，位置没有固定死，所以当弹簧测力计倒置时指针也会下移，但已不是由于拉杆、拉钩的重力使弹簧压缩下移了。所以只有当弹簧测力计中的弹簧是既能拉伸又能压缩的弹簧，并且弹簧挂的位置固定的话，才可以用倒过来调零的方法调节弹簧测力计。

解决方案一、采用苏科版教参中提及的方法，取两个弹簧测力计如图放置，秤钩相挂，测出乙弹簧测力计的自重，将乙弹簧测力计调成自重进行测量。

解决方案二、我们先来分析一下弹簧测力计倒置后产生误差的原因：

弹簧测力计中弹簧的受力情況如图a所示，F为待测的拉力，G1表示弹簧的自重，G2表示挂钩和与相连的铝质滑片的重力，G3表示弹簧测力计外壳的重力，F，表示手作用在弹簧测力计外壳上的拉力。如图b所示，弹簧测力计静止时，这些力的关系为：

F-G1-G2=F'+G3

如果不计弹簧的自重G1和挂钩的自重G2，弹簧的伸长是由拉力F决定的，弹簧测力计外壳的自重影响手拿外壳的力，但不影响弹簧的伸长，即F=K？驻x。考虑到弹簧的自重G1和挂钩的自重G2，弹簧的伸长是由F-（G1+G2）决定的，因此F-（G1+G2）=K？驻x，可见弹簧测力计倒置时测得的拉力要小一些，其相对误差为

，分析上式，对于一般的弹簧测力计G1+G2大约为0.1N，如果待测拉力大于2N，那么测量的相对误差小于5%。所以我们可以多挂些钩码及让力臂大一些，以减小误差。

解决方案三、弹簧测力计悬挂点与钩码悬挂点在同侧。

解决方案四、将调好零的弹簧测力计正着挂在杠杆上，这一侧的读数是弹簧测力计的示数与它自重相加。

总之，实验是物理教学的基础。实验课是提高学生科学素质、提高物理课教学有效性必不可少的重要手段。对于初中物理实验课教学而言，无论教学思想如何更新，教学内容如何变化，教学方式如何改进，我们都应关注初中物理教科书中的实验问题，其最终目的都必须指向教学的有效化，从某种意义上说，“有效教学”可以称得上是初中物理实验课教学的“永恒主题”。