初中物理“力的作用是相互的”创新实验设计

■孙九林

初中物理“力的作用是相互的”创新实验设计

■孙九林

一、教材中的实验设计

苏科版八年级《物理》第八章第四节的内容是“力的作用是相互的”，教材中安排了3个实验：用手指按压铅笔尖；两位同学穿着旱冰鞋，互推对方；让分别绑有磁铁和铁块的两辆小车互相靠近。通过这3个实验力图说明：弹力的作用是相互的，进而得出力的作用是相互的这个结论。笔者认为，仅通过这3个实验就得出物体间力的作用是相互的有些缺乏说服力，并不能使学生信服。例如，物体间摩擦力的作用是不是相互的呢？液体间力的作用是不是相互的？气体间力的作用是不是相互的？

二、创新实验设计

1.弹力的作用是相互的。

（1）固体间弹力的作用是相互的。

实验a（通过播放视频或现场演示）：让一位学生穿旱冰鞋推墙，观察发生的现象。也可以使用教材中的设计，让穿旱冰鞋的两位同学互推对方。这两个实验可以让学生体验固体间弹力作用的特点。

实验b：运用拉力传感器说明力的作用是相互的。将图1所示的拉力传感器的探头与电脑相连，在两边拉环上分别施加向左和向右的拉力，观察并记录电脑显示的两个拉力值的变化图像（如图2）。

图1

图2

分析图像可知，物体间拉力的作用是相互的，且相互作用的两个拉力大小相等，方向相反。

（2）气体间弹力的作用是相互的。

实验a：充气气球松手后，气球向前运动，如图3所示。

图3

实验b：播放喷气式飞机飞行、火箭升空等视频，如图4所示。

实验c：用电风扇吹动空气。如图5所示，将一只微风吊扇挂在弹簧测力计下，电扇静止时，读出测力计示数为F1，闭合开关，待电扇转动稳定后，读出测力计示数为F2，比较F1、F2的大小，结果发现F2＜F1。

（3）液体间弹力的作用是相互的。

实验：用泡沫板做成一个带有水舱的小船，在船底水舱的两端分别接上注射器和一个出水管，如图6所示。通过注射器在水舱中注满水，小船漂浮在水槽中，如图7所示。

图4

图5

图6

图7

推动注射器的活塞将水舱中的水通过出水孔向外排出，在排水过程中将看到泡沫船向后退去，说明液体间力的作用是相互的。

2.摩擦力的作用是相互的。

实验a：将两把刷子互压并推动。

如图8所示，将两把毛刷的刷毛正对着互相挤压到一起。保持下面的毛刷不动，将上面的毛刷向右推动，观察上下两把毛刷的刷毛的倒向，由此得出结论。

图8

图9

图10

实验b：长木板上运动的小汽车。

取一只玩具遥控小汽车，如图9所示。在水平桌面上并排铺上4支圆柱形铅笔，并将一块平整的硬纸板放于铅笔上。将玩具遥控小汽车静止放在水平硬纸板上，按动小汽车的遥控按钮，让小汽车在硬纸板上向右运动，如图10所示。在小汽车向右运动的过程中，观察到硬纸板向后退，从而说明物体间摩擦力的作用是相互的。

3.引力的作用是相互的。

教材中通过两个绑有磁铁和铁块的小车互相靠近来说明引力的作用是相互的。除此之外，还可以通过下面的实验来说明引力的作用是相互的。

将两只小钢球通过细铜丝分别悬挂在起电机的两根起电杆上，并使两小球相距约3cm的距离，如图11所示。

图11

摇动起电机的手柄，让起电机产生的电荷通过细铜丝传到两个小铁球上。观察摇动手柄过程中两小球的运动情况，结果发现两小球由于带上异种电荷互相吸引、靠近，从而说明引力的作用是相互的。

创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达不竭的动力。在初中物理教学过程中，一些物理实验的创新设计，对培养学生的创新意识，加深学生对所学知识的理解和运用，加强学生良好科学素养尤其是实践创新素养的形成有一定的积极作用。

（作者为江苏省南京市人民中学教师）