标题 | 自制横波演示仪お |
范文 | 庞小梅 彭懿 波动是多个质点同时又不同步的运动,从整体上形成了波在空间的传播.在《机械波的形成与传播》一节内容中,“理解机械波的传播过程和特点”既是重点也是难点,而关键点在于如何理解“波是振动的传播及媒质本身不随波迁移”.学生虽然已经具备了运动学和质点振动的基本知识,但是不习惯多过程动态抽象的问题,所以对机械波的传播过程这种较复杂的运动,学生进行抽象的思维和空间的想象时仍有较大困难,非常需要感性的表象来启发学生的思维. 在讲解机械波的形成过程时,很多教师都是按照教材上以绳波为例进行讲解,虽然学生看到了波,但是学生对于“质点只在平衡位置上下振动”没有直观认识,理解起来比较吃力;也有教师借助波动演示仪进行演示实验,但是学生看不见仪器内部的构造,不容易理解机械波传播的过程;还有一些教师借助动画演示,[TP1GW129.TIF,Y#]但是学生可能会觉得这不是真实的实验,而是人为的实验效果. 结合以上情况,可以利用图1中的自制横波演示仪做好演示实验. 1仪器原理 绳子未抖动时,没有形成波,每个瓶盖都处在平衡位置.当抖动绳子的一端时,抖动的这一端相当于波源,绳子形成的波形通过吸管放大,就可看到这些瓶盖形成凹凸相间的波形. 2仪器结构及制作 2.1仪器结构如图2所示 2.2仪器制作 (1)准备40根粗细较均匀且长度相同的轻质圆木棒,距木棒中间等距离的两端分别打上孔,再用细线将木棒按每5 cm等间距地穿起来并固定. (2)准备80根相同长度的吸管,吸管的直径与木棒的基本相同,将吸管分别套在木棒的两端且套入深度的相同. (3)分别在吸管的另一端套入长度相同的短木棒,且套入[LL] [TP1GW130.TIF,BP#][HJ1.1mm] 的深度相同. (4)利用螺丝将木棒和瓶盖固定,为了方便观察,每隔5个红色瓶盖就有一个白色瓶盖. 3使用方法 将仪器固定在水平支架上(如无支架也可让两个人分别拿着仪器的一端,并使仪器在水平方向展开),在仪器一端手持第一根圆木棒迅速上下抖动一下,就能形成一列横波.如图1中所呈现的情景. 4仪器的优点 (1)教师无须强调,学生就能根据一目了然的实验现象,轻松突破两个难点: ①靠近波源的瓶盖先运动,并且沿着波的传播方向,瓶盖由近及远依次开始振动,说明机械波的所有质点不是同时开始运动的. ②所有的瓶盖都只是在其平衡位置上下振动,说明媒质本身不随波迁移. (2)使用该仪器时现象明显,可视度大,直观性强. (3)制作该仪器的成本低廉、取材容易、制作简单. 5启发与思考 英国物理学家麦克斯韦说过“演示实验的教育价值常常与仪器的复杂性成反比,学生用自制仪器,比用精密仪器易于学到更多的东西”.该自制横波演示仪虽然没有厂家制造的仪器外观精致美观,但是它可以帮助教师把抽象的横波具体化、形象化,也让学生清楚看到横波的形成和传播.真正做到:教师教物理“以物论理”,学生学物理“见物思理”. |
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