关于力的合成演示实验的思考一、力的合成演示实验存在问题及其分析在“力的合成”教学中，为了使学生理解合力与分力的等效关系，教师要做一个演示实验以达到直观效果。

我校原来的演示实验器材是一个木板上面贴有白纸（以作图使用），木板边上又固定3个定滑轮（以挂钩码使用）。

用此装置演示力的合成实验的可视性效果比较好，但也存在以下问题：1．此装置只能演示水平方向的力的合成。

2．弹簧与木板间有摩擦，对实验结果有影响。

3．挂上钩码后整个装置向右下倾斜，要一边讲解一边扶住装置，影响演示效果。

为了使教师上课轻松实验，又不减实验效果，且使学生看得更清楚，我用一些轻便的器材，设计了一套新的实验装置，有效地解决了传统实验装置中的不足．二、力的合成演示实验的改进措施改进后的实验装置如图，用了三个磁铁直接吸在黑板上。

1．左面的磁铁上面可以拴橡皮条，由于我在磁铁上面加了一个拴橡皮条的装置，可以使橡皮条不与黑板接触，不会有摩擦出现。

2．右面的磁铁上有滑轮。

可以让线绕过滑轮，下面挂钩码。

由于是磁铁直接吸附在黑板上，可以任意移动，所以此装置可以不仅可以演示水平方向的合成，还可演示竖直方向的，以及其他方向的。

3．由于选用钕铁硼磁铁，磁性较强，不会滑动。

此装置一下解决了前面的三个问题。

三、力的合成演示实验的改进过程中遇到的问题及分析这个实验最初只是想解决方向的问题，就想把木板竖直放，结果实验之后发现效果不好。

一是整个装置太长不利于学生观察，二是不容易摆放。

第二次是想用滑轮固定在普通的磁铁上，之后在挂钩码做实验。

但是有以下几个问题，一是滑轮和磁铁不好固定在一起，二是挂在黑板上之后由于磁力不够，整个装置会向下滑动。

第三次就是想到用钕铁硼磁铁，但是固定还是不好解决，后来找到一个可以订做这套装置的地方才把问题解决。

四、力的合成演示实验的重要性及力的合成教学力的合成演示实验是高中物理中一个非常重要的实验，他对帮助学生学习“非直线上的两个力合成的规则—平行四边形定”有着举足轻重的作用。

而“力的合成”演示实验是教师课堂上完成“平行四边形定则”教学内容的关键。

“平行四边形定则”应在实验的基础上提出来。

我们可以把演示实验和学生实验很好地结合起来。

在教学中以教师讲解为主，教师先通过演示实验，分析综合提出平行四边形定则，再让学生通过学生实验验证平行四边形定则。

当然也可以以学生通过实验探索为主，在教师举例说明合力的等效性后提出问题：合力与分力间有什么关系？指出可通过实验来寻求关系，也就是寻求规律。

让同学做2～3次实验，用力的图示法画出合力、分力。

同学可清楚地看到合力不等于分力的代数和。

教师再让学生根据合力、分力的图示，猜想一下合力与分力间是什么关系？如果学生不好猜想，可再做1～2次实验。

在得出合力、分力间可能符合平行四边形定则的猜想后教师应该指出，我们必须进一步做多种尽可能精确的实验来检验猜想是否正确。

接着让学生按学生实验一的装置仔细做实验，要求实验尽量准确。

教师可以说明实验的误差是不可避免的。

这样，学生可以自己在实验探索的过程中逐步得出平行四边形定则。

学生经过自己的探索获得的知识，不但可以使学得的知识终生难忘，还可以提高他们学习物理的兴趣和培养他们的思维能力。

学生第一次接触矢量运算时，对平行四边形定则理解不深，容易按他们熟悉的标量运算规律来想问题。

例如，他们认为合力一定大于分力或至少大于其中一个分力，求合力时也容易忘记求合力的方向等。

对此，我们要反复强调。

合力大小与两个分力大小、夹角的关系较复杂，我们可用模拟平行四边形定则的教具形象地说明两个分力大小一定时，合力如何随两个分力间夹角的增大而减小，还可说明两个分力在同一直线上时的合力的求法是平行四边形定则的特例。

五、我对物理实验改进的一些思考物理学是一门抽象的，逻辑性很强的学科，严谨的表述、严密的体系、严格的推理验证，无一不显示这一点。

加之中学生涉世不深，生活经验不足，实践经验匮乏，因此对抽象的物理概念、规律的理解与掌握，往往存在着或多或少、程度不等的困难，这就必须借助教师在课堂上做好演示实验去补偿。

通过演示实验，将抽象的东西形象地展示出来、描绘出来，让学生身临其境、耳闻目睹、亲自获得具体的直接的经验，得到清晰的感性认识，从而在教师的启发引导下经过分析和推理、归纳和概括、上升到理性认识，形成物理概念，导出物理规律。

所以在物理教学过程中，演示实验是学生认识物理规律的感性基础，是学生加深对物理概念理解的重要环节，更是培养学生的观察能力、思维能力、探索精神以及良好的学习方法的重要途径。

在高中教学中有一些装置看似简单的实验，实际操作很难达到预期的效果。

如研究电感对交变电流阻碍作用的实验电路，是利用双刀双掷开关S可以分别把这个电路接到直流电源或交流电源上。

教材要求在实验过程中取直流电压跟交流电压的有效值相等。

当开关S接通直流电源时，灯泡亮些；接通交流电源时，灯泡变暗，就表明电感对交变电流有阻碍作用。

该实验的设计存在以下两点不足：⑴实验中要求直流电压跟交流电压的有效值相等，需要一个非常复杂的电路来调节电压值，实行起来很不方便；⑵当开关S从直流电源扳到交流电源时，让学生观察同一只灯泡在不同时间里的亮度变化并对其进行比较，学生对实验结果的比较和判断有困难。

因此，在物理教学中，对一些演示实验做一些必要的改进或补充，以提高演示教学效果，是非常重要的。

（一）演示实验改进的方法1．比较研究法。

在搜集整理大量高中物理实验改进个案的基础上，从彼此的相互联系和差异的比较中观察与认识，从而探索其中的改进规律。

2．需求点列举法。

需求，就是需要和求索。

所谓需要就是人们对某种目标的渴求和欲望。

所谓求索就是人们为了达到某种欲望而进行的追求和探索。

本法就是我们在教学过程中，把自己的感受和对实验教学的期望加以比较，发现两者的差异，产生一种需求，从而设计出一种改进的方法。

这种方法适用新实验的开发，针对一些易错的练习，易曲解的知识点，利用手边的小物件或学生熟知的玩具来做演示，看似信手拈来，却能很好地帮助学生构建物理情景，达到“千言万语道不清，一看实验便分明”的效果。

如在学习了力的图示，或力的分解和合成后，总有部分学生会误以为绳子越长力越大。

对于前者，可以设计一个带有一根长绳和一根短绳的细绳套。

用弹簧秤称量同一重物，弹簧秤与重物之间用细绳套相连，先用长绳相连来称量重物，再用短绳相连来称量，虽然绳子的长短不同，但弹簧秤的示数却相同。

这一实验可以让学生明白，绳子的长短与施力的大小没有关系；对于后者，可以用两个弹簧秤通过一长一短两细绳套共同作用提起一重物，变换两绳间的角度和弹簧秤的施力方向，让学生清晰地观察到有时连接绳长的弹簧秤读数大，有时连接绳短的弹簧秤的读数大，可见施力的大小与绳子的长短无关，哪怕是一长一短两绳共同作用在同一物体上。

3．缺点列举法。

通过发掘现有演示实验的缺陷，且一一列举，然后提出改进的或革新的一种方法。

列举缺点，就是发现问题，只有发现了问题，才有可能找到解决问题的方法，从而达到解决问题的目的。

每发现一个缺点，提出一个问题，就等于找了一个解决问题的突破口。

这种方法通常用在对已有实验的改进上，运用这种方法，我对力的合成演示实验做了改进。

（二）演示实验的改进原则1．简单方便原则。

演示实验要做到三个简单，即仪器结构简单，操作简单，演示现象得出的结论简单。

凡是能用简单的方法演示的实验，就不必把它的实验装置复杂化。

2．现象清晰的原则。

演示实验成功与否在很大程度上决定于实验现象是否清晰，增强现象的清晰度常有以下几种方法：①尺度够大，位置够高；②图象要竖直，运动方向要娶横向；③背景衬托；④采用对比表演手法3．提高演示实验的生动性原则。

设计和选择演示实验，要尽量做到生动、有趣、这样的演示实验能够最大限度的调动学生的积极性，充分发挥学生的非智力因素的潜能，留给学生的印象也是终身难忘的。

4．增强演示实验的科学性原则。

演示实验的科学性是指实验原理和操作都符合客观实际，没有科学性的错误，组织安排符合学生的认识规律，能使学生认识所观察到的现象，获得正确的概念，学会分析推理的方法。

科学性是实验教学的最基本要求,只有做到这一点，演示才能真实、科学地再现的物理现象，学生才能借助这些现象正确地理解物理概念，掌握物理规律。

5．重视演示实验的安全性原则。

所谓安全性原则，就是在实验中必须确保安全，实验的设计和操作要科学、规范，避免一切对身体有害和有危险的实验，以免造成人员伤害事故；器件或装置选择要恰当，避免使仪器发生损坏等不良后果。

这一原则是演示实验成功的大前提，非常的重要。

（三）实验改进的有效途径1．弃旧迎新，用玩具替代常规的演示仪器：如：反冲实验，用气球代替水漏斗反冲演示仪，有一种叫“火箭”的气球，气球长长的，容量大，吹气口小，就是用来吹好气后，自由放飞的，在空气的反冲下，气球就象火箭一样射出去，实验简单，只要一只气球就好，效果却很明显；还有一种气球，冲气后放开它就会象陀螺一样在空中不停地转动，效果也很好。

用最简单的仪器演示出最好的效果，用玩具代替演示仪器——这无疑是演示实验最理想的方案。

2．改进原有实验仪器，增进演示效果。

如力的合成的演示实验的不断改进，增强了实验的可见度。

4．改变实验观念，重视创设问题情境，激发学生探奇心理，增强演示效果，如变压器这节课，通常的授课方式是：先实物展示，告诉学生这就是变压器，再介绍其结构和工作原理，最后验证其确能起到变压的作用，便大功告成了，于是老师泛泛地讲着，学生淡淡地听着，一堂课如平静的西湖面，难见跌宕起伏，学生兴致不高，效果自然也不会很好。

郭震仑先生帮我们备过一节课看。

内容就是变压器，让我收益非浅，他告诉我们准备两个线圈，其中之一要通上交流电，另一则与电灯相连，问电灯能发光吗？再说自己有办法使灯泡不与电源连接也能发光，接着在线圈上插上铁芯组成变压器，当其中一线圈接上低于小灯泡正常的工作电压时，另一个与之断开的线圈上的小灯泡却正常发光了，引学生的极大好奇，接着老师让他们来说说心中的疑问，再带领学生逐一探究这些疑问，多好的演示呈现方式啊。

另外，郭先生还说在介绍变压器的电压匝数比时不用绕制好的现成变压器，而是把可拆式变压器的线圈拿下来，之后自己在铁芯上绕线，利用电压表测量，从而得出匝数比。