對探究加速度與力質量的關系演示儀的改進

宋萬松

(滁州市教學研究室 安徽 滁州 239000)

葉慶峰

(滁州中學 安徽 滁州 239000)

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對探究加速度與力質量的關系演示儀的改進

宋萬松

(滁州市教學研究室 安徽 滁州 239000)

葉慶峰

(滁州中學 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、質量關系”實驗，存在某些缺陷.我們從高中教學實際出發，對教材上的教學儀器進行了一些改進，來探究加速度和力、質量之間的定量關系，從而能夠做到簡單、易操作，實驗數據好記錄.

加速度 質量 力 數據測量 儀器改進

1 引言

在高中人教版物理教材必修1，“探究加速度和力、質量關系”這節中，課本有一個探究性實驗如圖1，通過此實驗裝置得出相關結論( F=ma).

可是在進行該實驗時，我們會發現利用黑板擦控制小車運動，很難保證它們同時停下來，這樣兩小車運動時間t就不同，實驗誤差就會很大；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驗裝置，就會帶來實驗數據測量的不確定性，從而增大了實驗的偶然誤差.為了解決相關問題，筆者查閱了大量書籍和網絡資料，現在中學教學中大多數使用的實驗裝置如圖2所示.

圖1 人教版“探究加速度和力、質量的關系”的探究實驗

(d)

以上實驗裝置主要還是通過打點計時器打點，測量紙帶上點的距離，從而計算小車的加速度與質量以及力之間的關系.為此，筆者就從高中教學的需要出發，對教材上的實驗裝置進行了一些改進，很好地解決了課本上實驗數據測量的不確定性問題，從而更加有效地服務于我們的教學；學生可以利用這套改進的裝置，通過實驗探究達到對物理規律的認識，非常吻合新課程教學要求，更加符合物理教學的特點，通過實驗探究去解決物理問題，筆者將從下面幾個方面對本套改進的實驗裝置進行說明.

2 實驗原理

3 實驗裝置

改進后的實驗裝置如圖3所示.

圖3 改進后的實驗裝置

4 實驗步驟

(1)安裝好裝置，調節長木板使之水平(用水平儀檢驗)；

(2)保持小車質量不變，改變兩邊鉤碼數量，探究加速度與力的關系；

(3)保持兩邊鉤碼數量相等，改變小車質量，探究加速度與質量的關系；

(4)重復以上步驟多次探究得出結論.

5 實驗數據及結果

筆者利用該套實驗裝置在實驗室進行多次實驗，測量得到多組數據.通過實驗數據不難發現加速度與力成正比，而與質量成反比的定量關系.實驗時設定小車初始間距為定值x=50.0 cm，以下從多組實驗數據中列舉兩組數據進行說明.

表1 相同質量M(200 g)小車，拉力F不同，探究a與F的關系(a與x的關系)

表2 相同拉力F，小車質量M不同，探究a與M的關系(a與x的關系)

6 創新點

(1)變傳統實驗的一個小車的運動為兩個小車相向運動；

(2)較傳統實驗操作更為方便,數據記錄更簡單；

(3)利用電磁控制裝置控制時間更精準，保證了運動的同時性；

(4)利用碰撞擠壓噴射器記下小車運動的位移，位移測量更容易.

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)