单摆在新课程物理实验中的“一器多用”

刘文荣　刘顺航

“一器多用”是指：根据新课程理念，实施多层次物理实验教学的改革思路，将同一套实验装置进行简单地改制后，做不同要求、不同目的和不同效果的物理实验。其特点是实验器材成本低，操作简便易行；其优点是实验成功率高，实验效果明显，实用性强，趣味性浓，易于推广等。实践证明：利用“一器多用”做实验，能大幅度提高学生的实践能力，培养学生的创新能力。本文讲解单摆的“一器多用”。

单摆的构造与用途

构造：长细白线一根，带圆孔的小金属球一个，铁架台一个。用途：测定振动频率或周期。

改制后的4种用途

用途之一：缓冲模拟器改制方法：在细白线的中间加栓一小段橡皮筋。演示方法：先不要栓橡皮筋，将小球举到一定的高度后释放，小球会将细线拉断；然后在细线断口的两端处栓上橡皮筋，保证总长度不变，再重复上述同样的操作。由于橡皮筋的缓冲作用，细线不会被拉断。

用途之二：机械能守恒定律演示仪改制方法：在单摆后放一块木板，板上（在单摆静止时的竖直线上）钻水平高度相同、与竖直线等距的2个洞，插上2根筷子（或铅笔）；再沿摆的竖直线上下钻2个高度不同的洞，暂时先不插筷子。演示方法：先让单摆在水平的两根筷子中间摆动，可观察到小球左右摆动的高度相同；然后在上下部分靠上的孔中插入一根筷子，会观察到小球摆动时，细线被筷子阻挡后，仍然会摆到相同的竖直高度……

用途之三：向心力演示仪改制方法：在细线的中间系一个弹簧秤（或皮筋），线上端穿过笔管（如空圆珠笔管）后连接小球。演示方法：细线下端固定在桌面上，摇动笔管，使小球在水平面上做圆周运动，分别改变转动半径（细线的长度）和转动速度，通过观察弹簧秤的示数（或皮筋的长度），来看向心力的变化情况。

用途之四：对心碰撞仪改制方法：将两个摆长相同的单摆系在高度相同的铁架台横粱上。演示方法：一球静止，另一球碰撞它，或两球都运动互碰……

利用“一器多用”的思路和方法做实验，既可以弥补实验器材短缺的难题，又可以解决过时实验器材被闲置的问题，同时对开发学生的创新能力也不无益处。

（作者单位：1 山东省荣成市第三中学高二年级；2 山东省荣成市电大教务处）