文∣王明玉

法国科学方法论学者阿雷说:“科学的基本活动,就是探索和制定模型。”这个观点也适用于物理教学的基本活动。过山车模型是圆周运动和机械能守恒定律重要的综合模型，在高中物理知识中占有极其重要的地位。在教学中教师通常会使用实验室里的过山车模型作为演示实验，激发学生的兴趣。然而，现有的教具形式较为单一，从整体上来看还是不够完善。为了改善此种情况，教师可研发自制教具，丰富物理教具的形式，拓展教学内容，为学生学习物理知识提供更加全面的支持，调动学生的物理学习兴趣，创造性地进行实验教学工作，提高物理教学质量。

一、实验室常见的过山车模型

实验室常见的过山车模型通常为双线轨道(如图1)或铝制轨道(如图2)，教师演示时，让小球从某一高度开始下滑实验中，学生观察到，当小球起始高度较小时，无法通过圆环最高点；当小球起始高度较大时，可以通过圆环最高点。

图2

图3

此常见实验仪器操作简单，效果明显，能很好地激发学生的兴趣，引导学生提出问题。但在做演示实验时，需要架高支架才能有较好的展示视野，且支架固定不能变化；此外，该双线轨道过山车模型摩擦力较大。

二、根据教学需要，创新研发过山车模型教具

(一)自制两环过山车模型

在实际教学中，笔者利用PVC电线槽的盖子自制过山车，如图4所示。材料选择如图5所示。

图4

图5

教学过程中，当小球运动时，学生可以看到自制的两环过山车轨道在微微晃动，能够直观感受到轨道受球的压力，理解轨道和球之间的弹力，这有助于学生对球做受力分析。……