對(duì)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系演示儀的改進(jìn)

宋萬(wàn)松

(滁州市教學(xué)研究室 安徽 滁州 239000)

葉慶峰

(滁州中學(xué) 安徽 滁州 239000)

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對(duì)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系演示儀的改進(jìn)

宋萬(wàn)松

(滁州市教學(xué)研究室 安徽 滁州 239000)

葉慶峰

(滁州中學(xué) 安徽 滁州 239000)

高中人教版物理教材必修1中的“探究加速度和力、質(zhì)量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，存在某些缺陷.我們從高中教學(xué)實(shí)際出發(fā)，對(duì)教材上的教學(xué)儀器進(jìn)行了一些改進(jìn)，來(lái)探究加速度和力、質(zhì)量之間的定量關(guān)系，從而能夠做到簡(jiǎn)單、易操作，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)好記錄.

加速度 質(zhì)量 力 數(shù)據(jù)測(cè)量 儀器改進(jìn)

1 引言

在高中人教版物理教材必修1，“探究加速度和力、質(zhì)量關(guān)系”這節(jié)中，課本有一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)如圖1，通過(guò)此實(shí)驗(yàn)裝置得出相關(guān)結(jié)論( F=ma).

可是在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)利用黑板擦控制小車運(yùn)動(dòng)，很難保證它們同時(shí)停下來(lái)，這樣兩小車運(yùn)動(dòng)時(shí)間t就不同，實(shí)驗(yàn)誤差就會(huì)很大；另外小車的位移記錄也不是很方便.因此利用課本上該套實(shí)驗(yàn)裝置，就會(huì)帶來(lái)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量的不確定性，從而增大了實(shí)驗(yàn)的偶然誤差.為了解決相關(guān)問(wèn)題，筆者查閱了大量書籍和網(wǎng)絡(luò)資料，現(xiàn)在中學(xué)教學(xué)中大多數(shù)使用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示.

圖1 人教版“探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”的探究實(shí)驗(yàn)

(d)

以上實(shí)驗(yàn)裝置主要還是通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)，測(cè)量紙帶上點(diǎn)的距離，從而計(jì)算小車的加速度與質(zhì)量以及力之間的關(guān)系.為此，筆者就從高中教學(xué)的需要出發(fā)，對(duì)教材上的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了一些改進(jìn)，很好地解決了課本上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量的不確定性問(wèn)題，從而更加有效地服務(wù)于我們的教學(xué)；學(xué)生可以利用這套改進(jìn)的裝置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究達(dá)到對(duì)物理規(guī)律的認(rèn)識(shí)，非常吻合新課程教學(xué)要求，更加符合物理教學(xué)的特點(diǎn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究去解決物理問(wèn)題，筆者將從下面幾個(gè)方面對(duì)本套改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行說(shuō)明.

2 實(shí)驗(yàn)原理

3 實(shí)驗(yàn)裝置

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示.

圖3 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置

4 實(shí)驗(yàn)步驟

(1)安裝好裝置，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板使之水平(用水平儀檢驗(yàn))；

(2)保持小車質(zhì)量不變，改變兩邊鉤碼數(shù)量，探究加速度與力的關(guān)系；

(3)保持兩邊鉤碼數(shù)量相等，改變小車質(zhì)量，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系；

(4)重復(fù)以上步驟多次探究得出結(jié)論.

5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果

筆者利用該套實(shí)驗(yàn)裝置在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)量得到多組數(shù)據(jù).通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)加速度與力成正比，而與質(zhì)量成反比的定量關(guān)系.實(shí)驗(yàn)時(shí)設(shè)定小車初始間距為定值x=50.0 cm，以下從多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中列舉兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行說(shuō)明.

表1 相同質(zhì)量M(200 g)小車，拉力F不同，探究a與F的關(guān)系(a與x的關(guān)系)

表2 相同拉力F，小車質(zhì)量M不同，探究a與M的關(guān)系(a與x的關(guān)系)

6 創(chuàng)新點(diǎn)

(1)變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)小車的運(yùn)動(dòng)為兩個(gè)小車相向運(yùn)動(dòng)；

(2)較傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)操作更為方便,數(shù)據(jù)記錄更簡(jiǎn)單；

(3)利用電磁控制裝置控制時(shí)間更精準(zhǔn)，保證了運(yùn)動(dòng)的同時(shí)性；

(4)利用碰撞擠壓噴射器記下小車運(yùn)動(dòng)的位移，位移測(cè)量更容易.

Improvement on the Demonstrator for Exploring the Relation between Acceleration and Force, Mass

Song Wansong

(Chuzhou Teaching and Research Office,Chuzhou,Anhui 239000)

Ye Qingfeng

(Chuzhou High School, Chuzhou, Anhui 239000)

There are some defects in senior high school physics teaching materials required 1 the experiment for Exploring the Relation between acceleration and force, mass. We start from the actual situation of high school teaching, make some improvements on teaching instrument introduced in the teaching material, and then explore the quantitative relationship between the acceleration and force, mass, The results show that the instrument is simple, easy to operate, and the experimental data can be recorded commendably.

acceleration; mass; force; data measurement and instrument improvement

2015-08-26)