运动的合成与分解探究实验

运动的合成与分解是学习抛体运动的基础，人教版高中《物理》第1册“运动的合成和分解”一节，课本上介绍的实验用蜡块在装满水的倒置的长玻璃管中的运动演示、说明合运动与分运动的独立性和等时性。许多教师利用自己制作的教具对此进行了改进，还有教师对操作方法进行了改进，取得了不错的效果。可以看出，大家对这个实验还是很重视的，也说明这个实验的重要性。但是，这些改进并没有改变这个实验的“演示”性质，学生没有动手亲身体会。笔者受“小船渡河”问题的启发，对这个实验进行了如下设计，提出来与同行讨论。
　　
　　1.实验器材:笔、作业纸、直尺。
　　
　　2.实验原理:笔尖的运动可以看成沿直尺向下运动和相对纸运动方向反方向运动的合运动。
　　
　　3.实验方法:
　　
　　(1)同桌的两位学生互相配合，甲学生拿出一支笔和一把直尺，乙学生拿出一张空白作业纸。
　　
　　(2)在作业纸上找一点，记为O，把纸放在桌上，直尺轻轻压在上边，保证纸能从直尺下面拉出，甲学生只把笔按住，不向下划，乙学生水平匀速拉出作业纸。
　　
　　(3)重新调整位置，仍然把笔放在O点，这次乙学生沿水平方向匀速拉出白纸的同时，甲学生用笔沿直尺向下匀速画线。
　　
　　4.注意事项：做好准备后，把眼睛闭上再划线(拉纸)。可以事先预演几次，相互间配合要默契。
　　
　　5.问题讨论：如果乙学生不拉纸，甲学生向下划线，得到的图形是怎样的?如果甲学生只把笔按住，不向下划，乙学生水平拉出作业纸，得到的图形又是怎样的?两个学生同时做动作，得到的图形又是怎么样的呢?为什么?
　　
　　6.几点说明：根据经验，如果不把眼睛闭上，在做动作时候会不自觉地调整动作的快慢，反而不容易成功。另一方面，要求学生闭起眼睛还是为了说明两个分运动具有独立性这一点。学生在做的时候，不一定能保证匀速，得到的就不是直线，这其实也没关系，可以引导学生分析其中的原因。如果条件允许，可以让两个学生上台表演，用录像机把过程投影到大屏幕，让其他学生来观察，很容易得出结论。这样设计，演示实验变成了分组探究实验，所用的器材也不需要特别准备。学生在做中学，可以深切地体会到运动的独立性、等时性、矢量性等知识要点，对学生理解“小船渡河”问题很有帮助，如果把这个实验改一下，让一位学生匀加速做动作，得到的图形将是抛物线，可以为下面平抛运动的学习奠定基础。
　　