7.1-7.11 演示与探索性实验.pdfVIP

第7 章 演示与探索性实验 7.1 演示与探索性实验简介 大学物理是培养和提高学生科学思维方法、科学研究能力和创新意识的重要基础课 程，演示实验是大学物理教学中最具活力的内容。随着教学改革的深入，演示实验越来 越被人们重视，理论和实践并重、相辅相成、有机融合是大学物理教学的新模式。为更 好地配合大学物理教学，我们在加强课堂演示实验、建设物理探索演示厅和开设物理探 索演示实验课等方面进行了探索与实践，建立了课堂演示与课外实践相结合、演示性 实验与探索性实验相结合的演示实验教学模式，从而充分发挥了大学物理演示实验应 有的作用。 演示实验是展现物理学规律的有效手段，它的特点是主题突出、效果直观、生动形 象、富有启发性。通过演示实验可以把物理现象清晰地展示给学生，引导学生对丰富多 彩的物理现象进行观察和探究，帮助学生理解物理概念、提高学习兴趣，激发学生的探 索热情，培养学生的创新意识。近年来，越来越多的高校都建立起一定规模的大学物理 演示与探索实验室，并且在教学和管理方面做了大量的改革和实践。在这样的环境下， 洛阳理工学院物理实验中心建立了含有多层次演示与探索内容的实验室，推出诱导提问 式的教学方法，采用围绕“预设问题”进行分组实验的实验探究过程，采取开放式、研 究型教学方式，以论文的形式取代了传统的物理实验报告等教学实践，构建起以提高学 生学习兴趣、激发学生探索热情为核心目标的大学物理演示与探索实验课教学模式。由 于采用一系列创新型启发式教学措施，大大地提高了学生的学习兴趣和探索物理规律的 热情，更有利于学生深入掌握物理学的基本概念和基本原理。 7.2 锥 体 上 滚 物体运动的趋势是使重力势能降到最小，即质心自发向下运动。本实验中，将锥体与 轨道的形状配合起来，巧妙地利用了质心运动定理，给人以锥体质心向上运动的错觉。 【实验目的】 通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，加深对重力场中物体总是趋向重心 降低以达到平衡稳定状态的理解。 【实验器材】 336 大学物理实验（第二版） 锥体上滚演示仪如图7-2-1 所示，它由锥体和导轨组成。 第7 章 演示与探索性实验 337 图7-2-1 锥体上滚演示仪 【实验原理】 能量最低原理指出，物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中低端的两 根导轨间距小，锥体停在此处时重心被抬高了；相反，高端的两根导轨间距较大，锥体 在此处下陷，重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理。 【实验内容】 演示能量最低原理： 1）将锥体置于导轨的高端，锥体并不下滚。 2 ）将锥体置于导轨的低端，松手后锥体向高端滚去。 3 ）重复步骤2 ）操作，仔细观察锥体上滚的情况。 【注意事项】 移动锥体时要轻拿轻放，切勿将锥体掉到地上。 思考与练习 1．如果用空心金属球代替锥体，是否也有同样效果？ 2 ．机械能最小原理除了体现在实验现象中外，你还可以在生活中找到其他的现 象吗？ 7.3 偏振光立体电影的原理 偏振光立体电影在放映时用两台投影仪，每台投影仪的镜头前装了一个偏振片，这 两个偏振片的偏振方向是互相垂直的，两个放映机的画面有一点点位差，播放时叠加在 屏幕上，观众佩戴的立体眼镜也是装了两个偏振方向互相垂直的偏振镜片，这样两只眼 睛就分别看到两个画面，经大脑综合处理后，就看到一幅立体图像。 【实验目的】 1）通过定性检验马吕斯定律，学习偏振光立体电影原理。 338 大学物理实验（第二版） 2 ）观看3D 电影，体验视觉暂留与错觉。 第7 章 演示与探索性实验 339 【实验器材】 计算机、音响、投影仪、偏振片、偏振片眼镜、播放软件