实验目的
这要从一道高考题说起:
【2004年理综15题】如图1所示,ad、bd、cd是竖直平面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,a点为圆周的最高点,d点为最低点。每根杆上都套有一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为0),用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间,则( )
A.t1<t2<t3 B.t1>t2>t3 C.t3>t1>t2 D.t1=t2=t3
此外,我们在物理教学中,还经常碰到类似的变式题,如:
【变式训练1】如图2,圆柱体的仓库内有三块长度不同的滑板aO、bO、cO,其下端都固定于底部圆心O,而上端则搁在仓库侧壁,三块滑板与水平面的夹角依次为30°、45°、60°。若有三个小孩同时从a、b、c处开始下滑(忽略阻力),则( )
A.a处小孩最先到O点 B.b处小孩最后到O点
C.c处小孩最先到O点 D.a、c处小孩同时到O点

图1

图2
【变式训练2】在设计三角形的屋顶时,为了使雨水能尽快地从屋顶流下,并认为雨水是从静止开始由屋顶无摩擦地流动。试分析和解答:在屋顶宽度(2L)一定的条件下,屋顶的倾角应该多大?雨水流下的最短时间是多少?

图3
对于高一刚接触此类问题的学生而言,他们的理解能力和推理能力较弱,就算能听懂老师的讲解,也只有表面的感性认识,并没有上升到一定的理性认识,从而理解不够深刻,过一段时间就容易遗忘,等再次遇到这类问题时,便又像碰到了拦路虎一样,不知如何下手。所以,我们设想,能否用生活中的简单器材,将这个实验展现在学生眼前,让他们首先看到事实和现象,提出疑问,再深入研究其中的原因。这种科学探究式的学习,要比教师直接教给学生理论更符合学生的认知过程,从而使学生的理解更加深刻,更能培养学生的科学思维。
这就是我们《等时圆实验》诞生的由来,它来自于学生学习物理的日常,来自于物理教师的思考,也解决了学生的主要疑难问题,并且操作简便、容易上手,最重要的是实验现象清晰明显,可以大大提高课堂效率,提升教学效果。