自制伽利略斜面实验教具

周 枫

(江苏省外国语学校江苏 苏州215104)

收稿日期：(2015-02-05)

1自制伽利略斜面教具

图1为自制伽利略理想斜面的照片.长150 cm，宽9 cm，厚2 cm的木板一块，用作图1所示装置的底板.宽9 cm,厚2 cm,高为20 cm的木板两块，一块做为图1左边的固定板(用钉子和底板固定)，一块做成右端的“L”型可移动板.长160 cm，宽8 cm，厚2 mm 打磨得很光滑的薄木板两块，其中一块从中央截成两半，边缘被刨成斜坡型然后用胶水黏在另一薄木板的上端(边缘对齐)，两边逐渐突出的部分可以防止小球从长长的斜面边缘飞出(如图2).最后用钉子将薄木板和左端固定板固定，并在距左端50 cm处将薄木板和底座用钉子固定，以作为两个对接斜面的最低端.移动右端“L”型木板的位置，可以改变右端斜面的倾角，而左端斜面的倾角固定不变.

图1　自制伽利略斜面实验教具

图2　长木板两侧边缘突出，防止小球滚出木板

这样，一个简易的伽利略斜面就做好了.

2斜面实验的演示过程

(1)将棉布铺在斜面上，将小钢球从左端固定斜面上某一位置(可以用双面胶带做一记号)由静止释放，观察小球滚动到另一斜面的位置，并用事先剪好的双面胶带做上标记.(为了让学生看清楚，可重复操作一次)

(2)撤掉棉布，让小球从斜面上同一位置由静止释放，观察小球滚动到另一斜面的位置，并做下标记.通过标记对比学生很容易发现这次小球滚动到达的位置比第一次要远，然后引导学生观察第二次滚上斜面的位置和释放位置的高度有什么关系，学生很容易发现两次的高度几乎差不多，这时可再次引导学生：如果斜面光滑，小球滚上斜面的位置高度将和释放位置的高度有什么关系？学生很容易得出结论：高度相等.

(3)向右移动“L”型可移动板，减小第二个斜面的倾角，再次将小球从同一位置滚下，观察并记录小球滚上斜面的位置，通过标记位置对比很容易发现，小球为了达到同一高度，需要“走”过更远的距离.

(4)再次向右移动“L”型可移动板，减小第二个斜面的倾角，重复(3)的操作，学生将再次观察到小球为了达到同样的高度“走”过了更远的距离.

(5)如果撤掉“L”型可移动板，即右端斜面的倾角变为零，那么小球将怎样呢？教师可再次演示，小球果然很快滑过有限长度的木板继续向前滚.教师可以引导学生理解如果木板是无限长，并且斜面是没有摩擦力的，那么小球将一直运动下去.从而可以得出“运动不需要力来维持”的结论.

做该实验时，缓慢的节奏及精炼的引导，可使该斜面演示实验的作用发挥到极致，至此，该演示实验完成了它的重要使命.

3小结

本节课通过自制斜面的演示实验使学生对伽利略理想斜面实验有了更为直观的认识，随着后续知识的学习及本章习题的练习与考查，发现学生对牛顿第一定律的理解比以往更有深度，教学效果也比以往更加有效，这一切不能不归功于伽利略理想斜面实验的魅力.

参 考 文 献

1物理课程教材研究开发中心.物理必修1教师教学用书.北京：人民教育出版社，2014.123～124

2物理课程教材研究开发中心.物理·必修1.北京：人民教育出版社，2014.68～69