圖象法在高中物理實驗中的應(yīng)用

陳淑嫻

摘 要：在高中物理實驗中常用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，它能直觀地、準(zhǔn)確地、方便地得出實驗結(jié)論，從而揭示物理本質(zhì)和規(guī)律，它也是研究物理實驗必不可少的一種方法，在歷年高考試卷中經(jīng)常出現(xiàn)運用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的實驗題。

關(guān)鍵詞：實驗數(shù)據(jù)；圖線；斜率；圖象

在做物理實驗時，僅僅記下一些物理量的大小和實驗現(xiàn)象是不夠的，還需要將測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理，由表及里，去粗取精，運用數(shù)學(xué)工具，總結(jié)出物理規(guī)律。在高中物理實驗中常用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，它能幫助我們直觀地、準(zhǔn)確地、方便地得出實驗結(jié)論，從而揭示物理本質(zhì)和規(guī)律，它也是研究物理實驗必不可少的一種方法，在歷年高考試卷中經(jīng)常出現(xiàn)運用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的實驗題。下面我結(jié)合平時的教學(xué)實踐談幾點關(guān)于圖象法在處理物理實驗數(shù)據(jù)中的應(yīng)用。

一、從打點計時器打出的紙帶求出加速度

例1.在研究勻變速直線運動的實驗中，如圖所示為某次記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰的計數(shù)點間的時間間隔為0.1s。

二、實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

例2.在“探究”加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中，采用如圖A所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶由打點計時器打出的點計算出。

①當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足 時，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力。

②一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度.采用圖象法處理數(shù)據(jù).為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與_______的圖象。

③甲同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的小車的加速度a和小車所受拉力F的圖象為圖B中的直線Ⅰ，乙同學(xué)畫出的a—F圖象為下圖B中的直線Ⅱ，直線Ⅰ、Ⅱ在縱軸或橫軸上的截距較大，明顯超出了誤差范圍，說明甲乙同學(xué)實驗分別存在問題是 ；

。

值得注意的是，這里不是直接采用T—L圖象而是采用T2—L圖象。一般的說，如果兩物理量的關(guān)系不是一次函數(shù)關(guān)系，要轉(zhuǎn)化為一次函數(shù)關(guān)系，因為直線型圖象更直觀、更簡單、更便于把握。

以上用實例論述了圖象法在中學(xué)物理實驗中的諸多應(yīng)用，當(dāng)然圖象法在高中物理實驗中的應(yīng)用遠(yuǎn)不止這些。

我們在強(qiáng)調(diào)應(yīng)用圖象法解決實驗中的問題時，并非削弱其他方法的應(yīng)用。在解決問題的過程中應(yīng)提倡其他方法和圖象法的有機(jī)結(jié)合，這是因為它們都可以用來描述物理變化的規(guī)律，各種形式之間是可以相互補(bǔ)充、相互轉(zhuǎn)化的。總之，圖象法是解決物理實驗問題的一種重要手段。

編輯 郭曉云