校本课程——显示微小形变的方法探

1、显示微小形变的方法探背景资料生活中的形变无处不在，面包上的手印，扎头发用的橡皮筋，凹陷的沙发，拨动的琴弦这些都是生活中常见的形变现象，这些形变比较明显，容易观察，但是有的形变却很难直接观察到，例如：一辆汽车行驶在大桥上，桥面会产生形变，用钢丝悬挂一个苹果，钢丝也会发生形变，这些都属于微小形变，不容易观察，对于不容易观察到的微小形变，可以通过某些实验装置来验证其存在。 物理中很多概念是抽象得让人无法想象，譬如说“力”；物理中的很多现象不明显，肉眼是看不到的，譬如说书放在水平桌面上我们都难以想象桌面发生了形变向下弯曲。那么这种微小的形变我们必须想办法看到它，这也就给我们提出了实验设计的难题。现在我

2、就研究微小形变的方案予以阐述。 方案一：数学原理：柱体表面积一定时，圆柱的体积最大 在高中物理（必修）第一册弹力的课后练习中，是利用如图1所示的装置来演示微小形变的。其在教学中按照此法演示，因液面升降的幅度很小，很难取得预期的效果。笔者经研究发现，若将此装置略加改动，并添加必要的步骤，效果较为理想，改动方法如下：将细玻璃管的一端在酒精灯上加热后拉成如图2所示的形状，将较粗的一端少许插入红墨水中，用手封住细端后将玻璃管提出，连同橡皮塞一起插入装满红墨水的扁玻璃瓶后放手，在细玻管中将形成被空气分开的红墨水和水两段液体柱，通过挤压橡皮塞等方法将红墨水部分的液体柱调整到玻璃管粗细交接的一段（如图2所示

3、）这样，再用手挤压扁玻璃瓶时，细管中红墨水部分液体柱的升降就更为明显，演示效果更佳。还有一种方法，那就是把普通玻璃管换成把玻璃泡去掉了的温度计上的毛细管，这样红色液体柱上升的高度就明显些。 方案二：光的原理：利用光的反射 在教材中是这样设置实验的：如图3，一张大桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两平面镜反射，最后射到墙上形成一个光点用力压桌面，镜子要向箭头方向倾斜由于两面镜子之间的距离较大，光点会在墙上有明显的移动，把桌面的形变显示出来我对实验装置做了如下改进，如图4，用一面镜子，把光点投在天花板上。一方面，实验器材更简单，另一方面，光点投到天花板上更容易找到。如果采用教材中的实验装置

4、时光点投到教室的窗玻璃上或窗帘上，难以寻觅。但是在这个实验中平面镜应该足够小，否则也会影响实验效果。 方案三：力学原理：利用初中所学杠杆原理如图5为装置图（小黑点为杠杆支点），当在薄板桌面下挂上重物时，桌面向下弯曲，带动与之相连的杠杆装置，将微小形变逐步放大，指针向上转动较大角度。 由图5所示的位置变为图6所示的位置 方案四：力学原 力是物体运动状态改变的原因。 在一张足够光滑的水平放置的大桌子上近距离放置两个光滑小球，两小球静止，你用手轻轻地在两球之间的桌面上用力按，观察会有什么现象？你会发现小球会向你手按的地方滚动。这个现象也说明当我们用手按两球之间的桌面时，桌面发生了微小的形变。 以上是我研究物体发微小形变的一些不成熟的方法，希望大家多指点，并期待在研究物体微小形变这方面有更好的发展。爱因斯坦说过：一个问题的提出往往比解决一个问题更难，让我们时刻准备着发现问题吧课堂