筷子提米的实验改进

发表时间:2020/12/11   来源:《教育学文摘》2020年第25期   作者:宋治愚
[导读] 初中物理教学中,许多物理知识都需要一些简单有趣的物理小实验来引入,
        宋治愚
        成都市锦江区四川师大附属第一实验中学 四川省成都市 610000
        初中物理教学中,许多物理知识都需要一些简单有趣的物理小实验来引入,从而激发学生兴趣,发现物理道理与生活练习是十分紧密的。筷子提米实验取材简单,来源生活,是一个“经久不衰”的趣味实验。
一、问题的提出
        筷子提米实验对于初中生而言能够引起他们的学习兴趣,有效的引入摩擦力,让他们发现生活现象与物理道理有十分紧密的联系,还能对后面静摩擦力及二力平衡知识的分析起一定的作用。
        教师和学生们按照传统方法,米粒中加水,做了如图1、图2所示的准备和实验,通过把米压紧,增大压力来增大摩擦。让我们见识到了摩擦力的存在和它的“力量”。

图1                            图2           
        实验的不足:
        在实验过程发现了几点不足:
        1.圆柱形玻璃杯中用干米做实验,米无法压紧,实验不能成功。
        2.“米浸水2分钟,疏松10分钟”的准备不利于现场发挥,若材料提前准备,我们发现米浸水或受潮过久会变软烂,实验效果不佳,甚至失败。
        3.实验中的米表面附着水,成为了该实验的干扰因素,部分同学甚至误认为是水有“粘性”、“张力”等原因,来反驳摩擦力的作用。
        4.从节约和卫生角度考虑,受潮的米不方便再次使用。
二、解决方案
(一)实验设计
        针对上述不足,教师提出用干米做实验似乎更方便,可反复使用。唐俊杰等同学3人认为可能在材料的选择上做一些改进,于是成立了一个实验创新小组,由我担任指导教师老师。
(二)器材准备
        米、筷子(或木棍)、容器
(三)实验及结论
1.容器的确定
        干米放入柱状杯中不能被提起是因为米与筷子之间压力太小,米粒所受到的摩擦力小从而导致不能被提起。
        实验小组通过实验和观察发现筷子放入干米中米粒会上升,通过教师的指导,如果能够阻碍这种上升,那么米粒间的间隙也就变小了,米与筷子间的压力也就会增大。经过反复讨论确定使用上窄下宽的容器,它可以阻碍米粒的上升来挤压米粒,增大米粒与筷子间的压力从而增大摩擦。为此实验小组各自从家中找来如图所示准备了3组(A/B/C)类似的容器,如图3所示。

               
                                图3
2.筷子的确定
        米粒的上升是因为筷子占有了容器中的一部分空间而导致的,小组中的有些同学在观察“米粒面上升”的现象,思考和发现到插入两个筷子米粒面上升更高,会被上窄的瓶口阻碍和挤压的更厉害,从而增大了筷子和米之间的压力。那么筷子选择的更粗,甚至用木棍,效果更好,如图4所示这是同学们选取的筷子和木棍。
         
                                图4
3.实验及结论
        (1)将干米倒入C容器中,干米未装至窄口处,筷子无法提起米。干米装至窄口处,将筷子插入底部,米粒上升受到窄口处阻碍,米粒受挤压增大了米与筷子间的压力,从而增大摩擦力,米被提起来了(如图5、图6所示)。
        
                         图5                         图6
        (2)选用两支筷子合并为一整体,干米倒入C组容器略低于第一次位置,两支筷子插入底部。米粒上升比实验1会更多一些,同样米粒受到挤压,增大了摩擦,米被提起来了(如图7、图8所示)。
        
                         图7                      图8
        (3)选用更粗木棍替代筷子,米粒可以装得更少一些,因为木棍的插入米会上升的更多,挤压受力更大,摩擦力的作用也能够把米提起来(如图9、图10所示)。

                 图9                             图10
        (4)其余两组容器形状均为上窄下宽,都可利用干米做筷子提米实验(如图11、图12所示)。


                图11                                图12
三、创新评价
        利用容器形状的特殊性和力的作用是相互的,使得米粒和筷子之间的压力增大。这样简单的改进,强化了观察实验现象的重要性,简化了实验准备步骤,操作更简单,趣味性更强,让学生的家庭小实验更加方便,更利于教师课堂教学。实验小组对这种筷子提米的方式在班级进行了推广,同学们各自找到了属于自己的“筷子提米”容器,也让他们加深了对摩擦力影响因素的认识。
四、总结反思
         “筷子提米”这个实验的改进,最初也是抱着试一试的态度,不知道从哪里入手,在老师的指导下,让创新小组多次实验仔细观察现象,看看实验中有什么现象发生?用干米提不起来的原因是什么?学生发现筷子插入米中后米粒面将上升,与老师交流后,发现如果能够阻碍这种米粒面的上升,也就压紧了米粒。增大了压力来增大摩擦力,筷子也就能够提起它们了。通过这次实验,实验小组的同学更加重视实验的动手操作与观察的能力,更应该把物理知识和实际相结合,才能找到改进创新点,在今后的教学中,不断引导学生积极不断探索,想办法利用创新实验来解决一些实际问题。
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