钱奇兰

(浙江师范大学课程与教学研究所 浙江 金华 321004)

在自由落体运动的学习中，学生根据生活经验，普遍具有自由落体的速度‘重快轻慢’的前概念，这妨碍了学生形成正确的自由落体运动概念．因此，在教学中需通过一定的策略实现概念的转变．下面是转变的策略之一．

通过自制电磁铁[1](也可以是现成的教学电磁铁)控制质量不同的螺丝帽同时下落，并用DIS实验系统将两物体的下落情况直观地显示在计算机上，学生对实验图像的观察可以分析出两物体下落得快慢．

1 实验器材及制作

器材：

2号电池2节，扒钉1枚，漆包线(约10 m)，砂纸，不同质量的大小螺丝帽各1个，导线，DIS实验系统，力传感器，铁架台．

制作：

(1)把漆包线一层层地绕在扒钉的中部，制成电磁铁(图1).用砂纸磨去漆包线线头的漆膜，并用导线将其与电池相连，其中一根导线最好是带鳄鱼夹，以便于控制电路的通断．

(2)在两个力传感器上分别插入相同厚度的泡沫板(图2)，以使其感受到重物下落时对其作用．

图1 图2

2 实验过程

(1)将电磁铁稳固地架在铁架台上(图3).

(2)将两个力传感器分别连在数据采集器上，并将数据采集器连在计算机上.

(3)在两螺丝帽的正下方分别放置两个力传感器，请学生手持传感器并使泡沫板水平朝上(图4).

图3 图4

(4)开启DIS实验系统，系统界面x轴为时间，y轴为力.

(5)接通电路，铁钉具有了磁性，将螺丝帽吸住.

(6)断开电路，铁钉失去磁性，两螺丝帽同时从同一高度下落，并作用于力传感器.

(7)数据采集器将数据输送到DIS实验系统，得到实验图像(图5)．

图5

3 实验效果

本实验器材简单,准备方便，实验效果明显，形象直观．

学生对实验图像观察发现，两传感器的数据图像同时发生变化，表示两物体同时作用于力传感器，说明两物体同时落地.此实验表明“重的物体与轻的物体自由下落得一样快！”以此转变学生原有的“重快轻慢”的前概念．

参考文献

1 (日)檀上慎二,Onsen著.田林,李恩显译.触摸科学:亲身体验科学.北京:科学出版社,2006.54～57