初中物理教学中的实验问题及改进

潘炳锋

（张家港市第六中学 张家港 215638）

摘 要：本文主要针对苏科版教材内容《功》的实验，《牛顿第一定律》实验，《水的沸腾》实验中存在的问题，然后根据教学实践经验提出了三个实验的改进方法，“水的沸腾”实验中需要的注意点，最后又很创意的提出了用电水壶做“水的沸腾”实验，较好的替代了教材上的实验。

关键词：斜面；木块；小车；水；沸腾；电水壶

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）04-210-02

一、《功》实验及改进

苏科版物理九年级上册第十一章《简单机械和功》第三节《功》这节内容，该节在学习了功的相关知识以后，教材设计了一个学生活动：11.3测量提升物体所做的功，该实验我们经过实践后发现，若采用小车沿斜面方向匀速拉，由于小车有车轮，小车与斜面的摩擦力极小，拉力明显小于重力，但在计算拉力和重力做功时，实验发现，拉力做的功仅仅略大于重力做的功，若读数时误差大一点的话，甚至常会出现拉力做功等于或小于重力做功的错误结论。因此，我们在实验时将小车换成了木块，同时改变斜面的倾斜程度或木块重力做了三次实验，实验数据省略。

通过分析实验数据可以得到如下结论：使用斜面可以省力，但要费距离，即使用斜面不能省功。而且这次实验数据还可以用在后面的机械效率中，学生在学习了机械效率相关知识后，可以要求学生利用这三组数据计算斜面的机械效率，通过分析比较，最终得出斜面越陡，机械效率也越高的结论。

二、《牛顿第一定律》实验及改进

苏科版物理八年级下册第九章第二节《牛顿第一定律》，这一节在探究阻力对物体运动的影响时，教材上使用了玻璃、木板、毛巾三种不同粗糙程度来改变小车所受的摩擦力的大小，我们经过实验发现，当其它条件不变时，小车在木板上滑行的距离居然比玻璃上更远！这跟学生的已有认识玻璃比木板更光滑发生了矛盾冲突，为教师的分析讲解增加了难度，学生也不易理解。因此，我在该实验中，用普通的报纸铺在木板上代替了玻璃板，小车滑行距离比木板短，实验数据省略。

三、《汽化和液化》实验问题及改进

苏科版物理八年级上册第二章第二节《汽化和液化》，这节在观察水的沸腾实验时，该实验是一个简单易做的学生实验，但该实验虽然简单，也不是随随便便就能做好的，往往因为实验前疏于考虑，实验中重视不足，导致实验中很可能会出现加热时间过长，水不易沸腾，或者沸腾现象不明显，甚至水温过高等问题，因此该实验的失败率是很高的。

1、“水的沸腾”实验中存在的问题：

（1）按照教材上的器材做实验时，由于石棉网的存在，网面凹凸不平，与杯底部接触面积不大，热传导和热辐射效果不佳，因石棉网吸收的热量，不仅给烧杯底部传导和辐射热能，同时也向外界辐射而造成热能的损失，当烧杯及烧杯中的水吸收的热量与向外界散发的热量接近相等时，此时水的温度上升缓慢，甚至停止上升。因此，学生加热时间比较长，如果天气阴冷，酒精灯火焰又较小的情况下，甚至水不会沸腾。

（2）我们教师为了节约时间，住往利用沸腾过的温水来让学生做实验，其实这样做反而使水沸腾时实验现象不明显，气泡也不多（沸腾时剧烈程度不够等），这是由于长时间沸腾的液体中汽化核减少，沸腾减弱。

（3）在实验过程中，当水沸腾时，水温往往还会继续上升，很可能会超过100℃。这主要有以下三个原因造成的，一是水沸腾时间太长，导致水中汽化核减少，沸腾减弱。液体从外界吸收的热量大于液体汽化带走的热，致使液体温度高过沸点，于是产生了过热现象；二是温度计的玻璃泡插入水中太深，甚至碰到了杯底，应该将温度计的玻璃泡刚好浸没于水面下时测得的温度，才能表示水在当时气压下的沸点。三是烧杯上加盖了纸板后增加了水面上的气压，使水的沸点升高，若不盖纸板，水沸腾时，由于大量蒸气在温度计的玻璃棒上液化放热，也会使读数较正常值高1～2℃。

2、“水的沸腾”实验改进方法：

（1）在做学生实验时，应用50ml的小烧杯盛水，盛水量为30ml

用大烧杯盛水做实验，加热时间太久，且不易观察到气泡变大的现象；而用试管盛水做实验，虽然水沸腾快，气泡变化明显，但也有不足。主要是有边沸腾，边升温的现象，与“沸腾过程温度不度”结论相反。而采用小烧杯盛水做实验，10min内可使水沸腾，15min内可完成实验，且能清晰地观察到气泡上升变大的现象，又不会出观上述不足，是最为理想的选择。

（2）酒精灯的火力要大一些，烧杯下面的石棉网要去掉大部分石棉，甚至不放石棉网。

要减少加热时间，关键是加大酒精灯的火力。加大火力的措施有：灯芯要粗；灯芯露出部分要长；酒精的纯度要高，要将长期放置的酒精倒掉，拧干灯芯后再加入新鲜酒精。

（3）加热时在烧杯上加盖纸片，当水温升至95℃时，将纸片上移，既不封住杯口，又阻挡蒸气在玻璃棒上液化，实验结果良好，实验数据省略。

3、“水的沸腾”替代教材实验

其实，我们教师在做水的沸腾演示实验时，可以采用透明的电热水壶来代替酒精灯和烧杯，替代后的器材简单，操作容易，节约时间，现象更明显。

（1）实验器材：电功率为800W左右的1.0升半透明电水壶一只（最好是透明塑料外壁），温度计一支，铁架台一只。

（2）实验装置如下图：

（3）实验步骤：①在电水壶中装入1.0升左右冷水，并将温度计插入水中；②给电水壶通电，待水温升到80℃时开始计时，并每隔10秒钟记录一次温度，直至水完全沸腾后1分钟。同时观察水中气泡的变化情况和听声音的变化情况；③切断电源，观察水是否继续沸腾。我采用的是红心牌旋转式电热开水壶，额定功率为1350W，实测数据如下表：

由于电水壶电功率偏大，导致实验时间过短，最好选用600W-800W的电水壶。

（4）实验结论：水沸腾前不断吸热，温度升高，气泡上升时由大变小，声音较响。

水沸腾时继续吸热，但温度不变，气泡上升时由小变大，声音较弱。

（5）实验特点：本实验由于采用的是电热水壶，电热板直接与水接确，大大加快了实验时间，而且水量很多，实验现象特别明显，特别是声音和气泡的变化更清楚，尤其适合教师做演示实验，教师演示时还可用演示温度计进行读数。

（6）注意事项：①提醒学生注意用电安全。②观察实验现象时离壶口不要太近，以免烫伤。③水沸腾时间不宜太长，否则容易发生过热升温现象。④在温度计上套一纸板或光盘，避免大量高温水蒸气在温度计上液化放热，影响测量的准确程度。