《简单机械和功》创新实验

    《简单机械和功》这部分知识由于其实用性很强，和我们的生活联系紧密，近两年来在中考中的要求和占分比例都已逐渐提高．其中关于《简单机械和功》的实验探究有很多创新题，突出了对科学探究能力的考察．下面便通过实例来对其实验创新题进行解密．

    一、关于实验设计与探究的能力的创新题

    例1在现代生活中，健身已成为一种时尚．假如你需要根据运动量及身体反应制定详细的训练计划，首先需要测出在正常情况下人的功率．在学校里，可利用台阶进行测量，估测出被测者的功率．你需要哪些实验器材?写出你的实验步骤．

    解析 要利用台阶测量人的功率，则需要知道被测者克服自身重力所做的功和上楼的时间，即知道自身的重力G(或质量m、楼的高度h及上楼所需的时间t．

答案  实验器材：磅秤(或台秤)，刻度尺(皮尺)，秒表(手表)．

    实验步骤：(1)用磅秤称出自己的质量m；(2)用皮尺测出一层楼的高度h；(3)爬楼时记下在楼底的时刻t₁，爬到第n层时记下时间t₂；(4)利用公式P=mgnh／(t₂一t₁)算出自己爬楼的功率；

    先用较慢的速度爬到第n层，然后用较快的速度爬到第n层，计算比较哪一次的功率大，哪一次感觉更累．

    点评  该题以科学探究的形式考查了根据物理知识选择器材，进行实验测量功率的能力，同时又与现代生活中的健身联系在一起，一方面考查了同学们综合掌握知识的能力，另一方面考查了同学们的科学探究能力，这种形式的试题是今后中考的热点．

    二、根据实验结果进行分析与论证能力的创新题

    例2 小丽用身边的器材做实验，验证杠杆的平衡条件．

    (1)塑料直尺放在圆柱形水杯上，使其在水平位置平衡，如图(甲)所示．则支点O与直尺的__________定在同一竖直线上．

    (2)往直尺两端放不同数量的相同硬币，并调节硬币位置，使直尺在水平位置平衡，如图(乙)所示．

    ②小明测出乙图中的L₁、L₂作为力臂的大小，是否正确?为什么?

    解析  此题探究杠杆的平衡条件，实验设计情境新，且取材简单方便，特别是考虑到用圆柱形水杯作为支点，想法独特且可靠．能培养同学们实验探究的积极性，满足其好奇心．解题时应紧扣杠杆平衡条件进行分析解答．

    答案 (1)重心(或中心)；(2)①右(可使用极端假设法，假设左、右两侧都取下两枚硬币，则左端已没有硬币，而右端仍有一枚，故将往右端沉)；②不正确．因力臂应是支点到硬币重力作用线的距离．图中的L₁、L₂比实际力臂更短．

    点评  该题结合了相关的知识，旨在考查同学们灵活运用物理知识解决实际问题的能力．这就要求同学们平时必须学好理论基础，多动脑动手，勤于实践，善于总结，做到理论联系实践，这样才能实现从物理走向生活，从生活走向物理．

    从以上几例我们可以归纳出，解答实验创新题的方法一般是：第一步，时确题意．即首先应认真观察分析实验题目给定的相关实验数据、图像、实验现象等信息，弄清题目意图，做到有的放矢，避免盲目下手．第二步，分析研究．即应用所学过的物理概念、规律，结合所观察到的实验环节对实验现象、实验数据等进行分析探究，抓住现象中关键性因素及变化规律和特点，去粗取精，分析产生现象的原因．第三步，得出结论．即运用简洁的语言或数学表达式，得出结论，对得出的结论还必须进行批判性的思考，使结论更趋完善、准确．