“鄭人買履”對物理實驗考查的啟示

摘 要：實驗是在正確的試驗方法，必要的試驗環(huán)境，足夠精度的儀器、儀表和設(shè)備下完成的，如果改變實驗儀器和原理，實驗結(jié)果將會受到影響.文章通過探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系和測電阻實驗淺談實驗條件對誤差的影響，這對解決實驗設(shè)計問題起到事半功倍的作用.

關(guān)鍵詞：鄭人買履；實驗條件；誤差分析；教學(xué)啟示

中圖分類號：G632?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2024）01-0124-03

收稿日期：2023-10-05

作者簡介：楊天才（ 1975-），男，四川省岳池人，本科，中學(xué)正高級教師，從事高中物理教學(xué)研究.

“鄭人買履”既是成語，也是典故，更是寓言.是說有個鄭國人因過于相信“尺度”，造成買不到鞋子的故事.寓言諷刺了那些墨守成規(guī)的教條主義者，說明因循守舊，不思變通，終將一事無成.在物理實驗考查中，我們同樣不能陷入思維定式，避免落入陷阱.

1 對“mM”條件的理解

在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，實驗要求小桶和沙的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，只有滿足這個條件，實驗誤差才在合理范圍內(nèi)，而且條件滿足得越充分，實驗誤差越小.那這個條件是如何得出的呢？從實驗原理出發(fā)，首先控制小車質(zhì)量M不變，通過改變小桶中沙子的質(zhì)量m來改變小車受到的合力.由牛頓第二定律，對小車和車中砝碼，前一步驟已平衡小車的摩擦力了，∴T=F合=Ma，對小桶和沙子，mg-T=ma，聯(lián)立解得：T=MM+mmg，顯然小車的合力小于小桶和沙子重力（由小桶和沙子處于失重狀態(tài)也可得出這個結(jié)論），在本實驗中，我們要求用小桶和沙子的重力來代替小車受到的拉力（也是小車的合力），即T=mg，必然要求MM+m=1，這個式子在數(shù)學(xué)上成立的條件是m=0，在物理上成立的條件可理解為mM.不難發(fā)現(xiàn)，只有實驗中要求“小桶和沙子的重力代替小車受到的拉力”時，才需要“mM”這個條件，即使?jié)M足條件，實驗的系統(tǒng)誤差仍然存在.

如果實驗中能直接測得拉力的大小，或者說不需要用到“小桶和沙子重力代替小車受到的拉力”的結(jié)論，那就不需要“mM”的條件，而且該原理不產(chǎn)生由此帶來的系統(tǒng)誤差［1］.

3 結(jié)束語

在教與學(xué)的過程中，物理結(jié)論固然重要，但結(jié)論成立的條件更重要，要有“知其然，更要知其所以然”的精神，才能“知其所以必然”.

參考文獻(xiàn)：

［1］李福順，彭朝陽.深度剖析牛頓第二定律實驗探究［J］.物理通報，2020（S2）：36-38，43.

［2］ 陳森林，林欽.以真情境促真教學(xué)：近幾年高考全國卷實驗題導(dǎo)向教學(xué)探析［J］.湖南中學(xué)物理，2021，36（08）：96-98.［3］ 楊天才.消除電表內(nèi)阻影響的伏安法歸類例析［J］.中學(xué)生數(shù)理化（高二高三版），2015，632（11）：28-29.

［責(zé)任編輯：李 璟］