实验究竟看什么?

实验究竟看什么?

太仓市第一中学 叶耀

　　俗话说：内行看门道，外行看热闹。同学们是否有这样的感觉：就是，实验我也看了，而且是“很认真”地看了，然而，到了做题时，恰往往又出现了无处下手的尴尬境地。出现这一问题的关键在于：物理实验究竟应该看什么?我想告诉你的就是：除了看实验的结果外，更应该看的是实验的设计思想，分析相应的物理概念是怎样在实验设计思想里体现的。下面以动能和重力势能的实验为例加以分析。

　　例题1：(04年烟台中考)如图是探究动能大小与哪些因素有关的实验(1)实验中你通过观察____________知道动能的大小(2)实验中采用___________________方法，使得铜球和钢球到水平面的速度相同。(3)图甲和丙，探究的问题是___________________.

　　分析：此题看似简单，得分率恰很低，原因就在于学生只注意看了实验的结果，而少了看实验的设计思想，我们可以进行如下的分析：

　　1，动能的大小怎么来量度：我们知道，具有能量的物体可以做功，物体可以做的功越多，它具有的能量就越大。实验中是小球对物块做功，所以，在其他条件相同的情况下,根据物块移动距离的大小就可以知道小球对物块做功的大小，利用小球对物块做功的大小，就可以知道小球动能的大小了，这是一种实验的设计思想，它体现的是设计者对能量这一物理概念的理解程度，即做功的多少体现了物体能量的大小。

　　2，怎么来控制速度的大小：物体的重力势能大小与质量和高度有关，小球自高处静止滚下，是重力势能向动能转化的过程，动能的大小与质量和运动速度的大小有关，所以有，同一物体，在不同高度下落时，高度越高，到达底部的速度越大;不同物体,在其他条件相同的情况下,高度相同,到达底部的速度相同.这一设计思想来源于清晰的动能和重力势能的概念及其相互转化的规律。

　　有了这样的分析，再来看例题就有：(1)物块移动的距离(2)从同一高度释放的(3)动能的大小与速度大小的关系。

　　通过看实验的设计思想，不但增强了我们对相关概念的理解，又增强了我们的实验设计能力，真可谓是一举两得啊。下面我们再看一题：

　　例题2：(04哈尔滨)在综合实践活动课上，王艳同学发现学校运动场地上有若干大小不等的铅球，如图所示，于是他想利用这些器材亲自体验一下“重力势能的大小与哪些因素有关”

　　(1)请你帮他设计应如何去做。

　　(2)说明该实践中怎样判断物体重力势能的大小

　　分析：这是一题实验设计题，需要具备的物理概念是：重力势能及物体质量与哪些因素有关以及具有能量的物体可以做功这三点。重力势能与物体的质量和高度有关;物体的质量与物体的密度和体积有关。有了清晰的概念，我们就知道了本题应该考虑的因素是铅球的体积和释放铅球的高度，这可以由控制变量法来实现，至于怎样判断铅球重力势能的大小，就要用到“具有能量的物体可以做功”这一知识点，如果分析过了教材相应实验的设计思想，就可以想到让大小相同(不同)的铅球从不同(相同)的高度静止释放去砸相同的木桩，看在相同的地面上，相同的木桩被砸的深度。

　　由以上可知，实验不仅仅是看结果的，还要认真地思考实验的设计思想，因为只有通过对实验设计思想的思考，我们才能更加深刻地理解相应的物理概念，同时增强我们的实验设计能力。