利用小实验深入探索高中物理“弹力”的学习过程

雷博文

摘要：随着经济的发展，我国各项事业都在稳步进行中、教育事业也始终是我国发展的重要目标，只有人才力量不断强大，人民的知识文化水平不断提升，才能促使社会向前发展，提升精神文明建设水平。本文主要分析高中物理弹力相关知识，通过实验操作，分析在学习过程中的学习方式，以此夯实高中物理关于“弹力”知识基础。

关键词：高中物理;物理实验;弹力学习

引言：想要深入理解关于弹力知识内容，需要在学习过程中利用一些小实验，通过这种学习方式，了解物理实验现象，对弹力的形变的概念有全面、深入的理解，了解到弹力是物体发生弹性形变时产生的，并且通过自身的实践操作能力与实验分析能力，正确判断弹力的有无和弹力的方向，画出物体受到的弹力，运用胡克定律计算弹簧弹力的方法，提高分析能力。

一、高中阶段关于弹力相关知识的概述

从弹力的含义来看，是物体在外力的作用下发生形变，如果没有外力作用，物体能够恢复原状，对跟它接触的物理会产生力的作用，这种就叫做“弹力”。弹力是有一定限度的，如果形变超过一定限度，物体的形状将不能完全恢复，这个限度也叫做弹性限度，所以，弹力大小与形变大小相关，形变程度越大，相对弹力也越大。在高中学习阶段，我们学习的物理知识中最基本的概念就是关于“弹力”的知识，虽然在力的学习范围内，我们很多学生可以理解“力是不能单独存在的”这一理论，但是在对实验分析时还是会受固有观念的影响，无法准确理解力的相互作用，对物体形变的方向和形式也存在理解偏差，因物体的形变多种多样，所以，其所产生的弹力也有不同的形式，它的方向与致使物体产生形变的外力方向是相反的[1]。但是在我们学生理解弹力形变时，认为只有出现形变的物体才能产生弹力。比如橡皮筋与尺子弯曲才产生一定弹力，如果是比较坚硬的物体则不可能出现形变。基于这种观念，会理解物体之间产生弹力是需要建立在一定接触程度和范围，只有產生基础的两个物体才能存在弹力，但这样的理解方向是错误的。所以，我们在开展实验探究物理弹力知识过程中，需要先做好对弹力相关基础概念的理解，这样通过实验才能帮助我们加深对弹力概念的认知，以直观的方式更全面感受弹力发生过程。

二、巧用实验探讨弹力的学习过程

（一）做好实验前学习准备和实验器材准备

首先，要做好预习准备，温习教材中弹力相关知识，从教材理论知识内容和物体形变案例分析中，通过对弹力形变和弹力概念的理解，演示“微小形变”的过程中，用实例引出了形变;其次，做好实验相关准备，实验中需要用到的细钢丝、钢锯条、弹簧、椭圆形玻璃瓶、激光光源、橡皮筋、等等。最后，精心设计实验，通过实验直观地把握弹力产生的原因及其对其方向的判定，帮助自身攻克弹力知识难以把握的问题。在自己亲身实验探究过程中，体验到物理未知世界的乐趣，领悟科学探究的真谛[2]。比如：重物放在塑料板上，被压弯的塑料要恢复原状，产生向上的弹力，这就是它对重物的支持力。将一物体挂在弹簧上，物体把弹簧拉长，被拉长的弹簧要恢复原状，产生向上的弹力，这就是它对物体的拉力。不仅塑料、弹簧等能够发生形变，任何物体都能够发生形变，不发生形变的物体是不存在的。不过有的形变比较明显，能直接看见形变后的状态;而有的形变比较微小，需要运用仪器设备才能看到。通过实验物体形变探究弹力产生的原因、弹力的方向和作用点，探究支持力、压力和绳子的拉力这几种弹力产生的原因和方向，亲身实验和体验过后，才能真切地理解弹力的大小与形变量大小之间的关系，从而从感性和主观认识上升到理性、客观认识。

（二）通过实验增强实践能力，转变思想认知

高中阶段学习“弹力”的最好方式就是引入小实验，通过自身对实验的设计、利用生活资源，寻找需要使用的器材，并亲自动手操作，在实验中，我们可以有充足的空间发挥自身的分析能力、实践能力。首先，参与实践过程中，我们需要先将已学习的知识进行系统地掌握，对物理实验原理深入理解，建立完整的思维模式和实验方法。结合弹力内容来看，在生活中我们随处可见弹力的影子。比如将课本放于课桌上面，作业本便受到课桌所施加的向上弹力，而课桌也自然会受到作业本向下的弹力。再者，我们在拔河，对绳子进行拉伸的时候，人会受到绳子的弹力。但是我们生活中对于弹力的认识不够深刻，常常会因为对弹力理解的偏差，刻板认为像课桌、绳子这类物体不会产生弹力，所以这就是对弹力认识缺少正确的认识;其次，学习科学知识时，我们常常会因为生活现象和物理概念的相似性，而试图利用自己已有的观念认识，理解科学知识，但是往往结果是有所差别的。弹力作为整个高中物理学习重要的知识点，但我们在学习时，很容易把力与做功搞混，对弹性形变的认识.弹力方向及大小的认识等也容易受生活常识的影响而产生各种误解，所以，转变思想认知最好的学习方式就是实践。第一，实验中，观察用手挤压时注满红墨水的烧瓶的形变 ;第二，用激光光源观察桌面微小形变，在一个大桌上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射在刻度尺上形成一个光点，用力压桌面，观察刻度尺上光点位置的变化。通过实验操作观察和分析，会发现原来平常我们不容易注意到的瓶子和桌面也会发生形变，从而突破我们思维的局限，认识到我们头脑中想到的一切物体都可以发生形变，形变包含不同的形式和类别，这样物体在发生形变之后还能够恢复到原本状态，以此更加深入了解弹性形变的概念，运用实验操作方式获得新的学习体验。

结语：综合上述分析，可以看出实验可以帮助我们获得真理性认识，帮助我们突破学习主观认知的局限性，通过对实验前的准备，对课本知识的梳理和温习，对实验操作过程的直观体验和数据观察，让我们可以体会科学研究的精神和严谨的态度。在弹力学习中，运用简单器材对物体形变过程的观察，充分践行实验出真知的思想，不仅加深了我们对于物理概念和实验原理的理解，也提升了我们动手操作的能力。

参考文献：

[1]余耿华.运用实验闯关策略促进学生思维进阶——以高中物理“弹力”一课为例[J].中学物理，2020，38（03）：13-16.

[2]杨东晓.巧用家庭物理小实验深入探索“弹力”的学习过程[J].农家参谋，2017（21）：137.