溜溜球的实验探究

G051002

溜溜球的实验探究

□ 陈鲁明

浙江省杭州市萧山区第二高级中学 311251

溜溜球的实验探究教学由玩溜溜球、分类玩球过程中出现现象、猜测出现现象的原因、设计实验探究原因、解释原因并运用知识解决问题等活动组成。 一、教学目的：

1、引导学生经历“发现问题、猜测原因、设计实验探究、获取结论”的探究过程。 2、体验科学探究的乐趣，形成尊重事实、善于质疑的科学态度。

3、借助探究溜溜球这一实验活动，使学生获取更多“向心力”的认识。 二、教学准备：

高一年级学生，二人一组，每个小组有1个溜溜球，1个小十字螺丝刀，1个尖嘴钳。

三、教学实施： （一）激趣引入

1、师：我看到这么个小球在小学生手里玩得很精彩，我想大家也玩过，我也买了许多，今天，我想看看你们玩得怎么样，也顺便学一学。

2、师：哪些同学们玩溜溜球很精彩？试一试好吗？大家现在都玩一玩溜溜球，不会的同学同我一道向会的同学学习。

„„

3、师：看来溜溜球的玩法还真多。 （二）发现问题

1、师：同学们，我们班的高手，来给大家展示一下，在展示的时候，最好能边表演边介绍，我好从中挑个好老师。请大家先准备一下。

2、生1：我表演“睡眠”。它是所有动作的基础。把线套在中指上，手心向上，用力把球向前方甩去。你看，球在下面空转，就像在睡觉。我能让它“睡”好长时间。

3、生2：我给大家表演一个“溜狗”。先让球“睡眠”，然后把球轻轻地落在地上，你看球立刻向前滚动，就像有人牵着小狗在散步，所以我们把这个动作叫做“溜狗”。

4、生3：我表演“猴子上树”，开始的动作也是让球“睡眠”，然后另一只手捏住线的中间，把球提起来，让球贴着线，球就会顺着线往上爬，那动作就像猴子爬树一样敏捷。 „„

5、师：太精彩了，但我还是不明白为什么玩溜溜球会发生以上现象，大家明不明白。

6、学生分组活动，提出在玩球过程中对发生现象的疑惑。

7、总结提出的问题：为什么溜溜球会升高？为什么每次溜溜球都能上升到原来高度？溜溜球为什么不会左右旋转、上下翻滚？溜溜球为什么会“睡眠”？溜溜球为什么在高速旋转会发光，当溜溜球上升，光消失？

（三）做出假设

讨论：这是为什么呢？你认为与什么有关？汇报各小组讨论的情况。（在试教过程中，大概出现这几种猜想：1、与摩擦力有关。2、与溜溜球的内部结构有关。3、与玩溜溜球时用力的大小有关。4、与玩溜溜球的技巧有关。） （四）探究研讨

1、师：同学们有这么多的猜想，你认为最有可能的原因是什么？

2、对于上述猜想可引导学生一一予以探究。

（1）用不同的力向下甩溜溜球，看一下发生了什么现象。

（2）用小螺丝刀打开溜溜球看其内部结构是怎么样的，是怎么样进行工作的？

（3）让是高手的学生介绍玩溜溜球的技巧及心得。 （五）深入探究

1、师：看来，玩球过程中的发生现象与同学们猜测的原因是有关的。那么到底是什么原因呢？有什么新发现吗？

2、生1：我发现你越用力，球原地“睡眠”的时间就越长，因为溜溜球在连接两个轮子的小轴上又套上了一个短短的轴，线就绕在这根轴上。一般情况下，两个轴同时转动，线就绕在轴上，溜溜球就上下跳跃。而当我们使劲把溜溜球往前抛去时，就只有里面的小轴在转动，而外面那个系着线的轴并没有转动，所是我们看到轮子不停地在空中转动，而不会往上弹。

3、生2：溜溜球做上下滚动，由于存在阻力，每次溜溜球都不能上升到原来高度，在玩耍时适时的上、下牵引棉线，把溜溜球每次损失的能量及时补上，可使溜溜球越滚越高。

4、生3：球会回头是因为在向下甩出溜溜球时拉绳动作停止的那一瞬间，旋转的球盘就会升高，把松开的绳子推向绳轴，然后再拉下绕过轴心。绳团迫使绳子贴着球盘，大幅提高了摩擦力，使球盘攀住绳子向上爬。

5、生4：溜溜球为什么不会左右旋转、上下翻滚，这是因为对称的左、右二轮以相同的转速高速转动时，二轮均可看作定点转动，由于回转效应，左右二轮沿相反方向进动，互相抵消，故不会左右旋转。而两轮的上下振动非常微弱，且方向相反，故也不会上下翻滚。

„„

6、师：上面同学都讲的很好，把大家的问题大家都解决了吧？那么大家再看一下溜溜球内部结构是不是如图，可不可以用我们刚学的物理知识“向心力”再解释一下“睡眠”？

7、小组讨论。交流小组讨论结果。 小结：最初啮合器与圆筒啮合，圆筒与两轮合而为一，向下甩出溜溜球，轮子转速逐渐增大，以轮子为参照系，金属小球受惯性离心力F 1惯和切向惯性力F 2惯。

F 1惯＝m ω2r ，F 2

惯＝m βr （β为角加速度），因β

当ω增大时，F 1惯增大，弹簧被压缩，啮合器与圆筒分离，圆筒停止转动，于是溜溜球滞空旋转。同理右边轮中的细弹簧因离心运动而接通发光电路。由于视觉暂留看到整个轮缘就亮起来了。溜溜球滞空一段时间后，转速下降至一定程度，啮合器再次与圆筒啮合，圆筒随轮转起来缠绕棉线，于是溜溜球上升。同时细弹簧在弹力作用下逐渐恢复原状，断开发光电路，光消失。

（六）运用拓展 1、各小组同学再改装一下溜溜球，使其不会睡眠。

2、利用简易材料自制溜溜球

字数:2018

电话：[1**********] EMAIL ：[email protected]