• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    “探究功與速度變化的關(guān)系”實驗的再改進*

    2019-08-26 08:29:28梅宇航
    物理通報 2019年9期
    關(guān)鍵詞:亞克力牽引力橡皮筋

    梅宇航

    (江蘇省鎮(zhèn)江第一中學 江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

    1 相關(guān)背景分析

    “實驗:探究功與速度變化的關(guān)系”力圖通過“功”這一橋梁把速度與動能聯(lián)系起來,為下一節(jié)研究動能與動能定理提供鋪墊,人民教育出版社出版的2010年4月第3版高一《物理·必修2》教材中給出兩個參考案例:

    參考案例一如圖1所示,由重物提供牽引力,通過改變重物質(zhì)量或小車運動的距離,改變牽引力做功;參考案例二如圖2所示,由橡皮筋提供牽引力,通過改變橡皮筋的條數(shù),用倍增的原理,研究牽引力對小車做的功與小車速度變化的關(guān)系.

    圖1 由重物提供牽引力

    圖2 由橡皮筋提供牽引力

    但在實際教學中,筆者發(fā)現(xiàn)有以下幾點不足:

    (1)兩個參考案例均需要先平衡摩擦力,而多次調(diào)試木板傾角費時費力,直接影響到學生探究的積極性.

    (2)為求得速度,兩個參考案例均用到了高中物理中司空見慣的打點計時器,但是本實驗至少要5~6條紙帶,顯然數(shù)據(jù)處理繁瑣耗時,特別是參考案例二,要找出勻速階段的點跡,再計算速度,誤差較大.

    (3)案例二中橡皮筋規(guī)格難以統(tǒng)一,實際操作發(fā)現(xiàn)當橡皮筋的條數(shù)增加到5條時,由于勁度系數(shù)大大增加,小車加速度很大,容易“脫軌”,摔在地上,使實驗失敗.

    (4)為避免案例二中小車碰到固定橡皮筋的釘子,增加橡皮筋的穩(wěn)定性,從便于操作考慮,在江蘇人民出版社出版的《高中物理實驗報告冊》必修二全國版中,實驗改進為將橡皮筋用兩個釘子固定,如圖3所示,但依然存在上述(1)~(3)的缺點.

    圖3 案例二改進

    (5)在2014—2018年期間,不少研究者分別在《物理教師》《實驗教學與儀器》《物理通報》《物理教學探討》等雜志中對這一實驗進行改進[1~5],改進的實驗可以概括為自由落體法、重物牽引法、橡皮筋彈射法、彈弓彈射法.實驗中為了減少阻力,大都使用氣墊導(dǎo)軌;為避免復(fù)雜運算,也都借助于光電門傳感器.這些改進使得小車所受阻力大大減少,實驗結(jié)果更加精確.但同時對學生動手能力提出更高要求,而且受條件限制,大部分中學的物理實驗室難以大規(guī)模配備氣墊導(dǎo)軌和光電門,顯然上述改進實驗不利于大面積推廣,正是由于以上種種原因,對該實驗的改進需要另辟蹊徑.

    2 實驗改進方案

    基于上述實驗存在的不足,筆者對實驗裝置進行改進,得到一個較佳的解決方案.

    2.1 實驗器材

    制作說明:實驗主材為透明亞克力板材,其特點是容易切割,不易變形,實驗可以選取5 mm厚度板材,按照圖4尺寸進行切割,其中⑤為直徑1.4 cm的亞克力管子,中間兩側(cè)對稱開槽,以便于控制管內(nèi)彈簧長度,接著按照圖5裝置用專用膠水進行粘連組裝,圖6為實物圖,為便于檢查鋼球落點位置,在底座鋪上復(fù)寫紙.

    圖4 亞克力板材切割尺寸圖

    圖5 實驗裝置示意圖

    圖6 實驗裝置實物圖

    2.2 實驗操作說明與創(chuàng)新之處

    2.2.1 主要操作說明

    (1)將實驗裝置放置在桌上,用水平儀確保桌面處于水平.

    (2)將彈簧放置在管內(nèi),與管內(nèi)底部接觸,記下此時彈簧長度l0.

    (3)將鋼球放入管內(nèi),由兩側(cè)控制鋼球,壓縮彈簧,記下此時彈簧長度l.

    (4)快速釋放鋼球,測量鋼球落點到管口的水平位移s.

    (5)重復(fù)實驗,得到多組實驗數(shù)據(jù).

    2.2.2 實驗創(chuàng)新之處

    (1)將橡皮筋換成彈簧,相比橡皮筋,彈簧勁度系數(shù)穩(wěn)定且大小合適,實驗精確度較高.

    (2)鋼球替代小車,縮短彈簧作用距離,阻力大大減少,這樣避免了平衡摩擦力,省時.

    (3)亞克力透明管子兩側(cè)對稱開槽,方便控制彈簧的壓縮量.

    (4)利用平拋運動求速度,直觀形象,簡單易懂,不用處理紙帶,省力.

    3 實驗數(shù)據(jù)處理與再改進

    每一次彈簧的形變量由Δx=l-l0計算得出,對應(yīng)的8組實驗數(shù)據(jù)如表1所示,以形變量為橫坐標,水平位移s為縱坐標,利用Excel作圖得到圖7,可以清楚地看到兩者成正比,即Δx∝s.

    表1 實驗數(shù)據(jù)

    圖7 平拋水平位移與彈簧壓縮量的關(guān)系

    要最終得到功與速度變化的關(guān)系,還需要借助功能關(guān)系,利用前一節(jié)所學的彈簧彈性勢能表達式間接得到彈簧做功的多少.即

    (1)

    有了平拋運動的基礎(chǔ),學生知道在高度一定的情況下,水平位移與初速度成正比,即

    (2)

    最后由式(1)、(2),結(jié)合實驗結(jié)論,可以推導(dǎo)如下

    (3)

    即功與速度變化的平方成正比,如果將復(fù)寫紙換成雙面膠,平拋運動的小鋼球會依次粘在雙面膠上,如圖8所示,從圖8可以看出小球排列大致均勻,實驗結(jié)果形象直觀,提高了學生探究的樂趣,更加有利于學生對基本知識的理解和掌握.

    圖8 鋼球依次排列

    4 總結(jié)與反思

    本節(jié)在“探究彈性勢能的表達式”之后,利用本實驗裝置進行探究,從邏輯層面,更有利于知識的連續(xù),而且通過彈簧彈力這種變力做功的形式進行實驗探究,會使得結(jié)論更具有一般性.

    當然,實驗不是唯一的探究方式也不一定是最佳的探究方式,如果教學中先安排理論探究恒力做功與速度變化的關(guān)系再進行實驗探究,理論探究與實驗探究并重且結(jié)論相互支撐,會使學生更深層次地體驗科學探究的過程與方法,更有利于物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng).

    猜你喜歡
    亞克力牽引力橡皮筋
    橡皮筋動力飛機
    生活中的小魔術(shù)
    無窮遠有多遠
    知識窗(2021年1期)2021-02-23 20:52:13
    HXN5型機車牽引力受限的分析與整治
    亞克力材料雕塑創(chuàng)作研究
    河北畫報(2020年10期)2020-11-26 07:21:14
    會走路的杯子
    橡皮筋
    戲劇之家(2019年33期)2019-01-06 02:35:04
    探究水體巨型亞克力玻璃安裝施工技術(shù)
    創(chuàng)新思維競賽(4)
    保障和改善民生是實現(xiàn)“中國夢”的牽引力
    學習月刊(2015年1期)2015-07-11 01:51:10
    长葛市| 株洲县| 怀化市| 改则县| 遂昌县| 金溪县| 武隆县| 图木舒克市| 宁国市| 阳江市| 汉源县| 皋兰县| 台北县| 乌兰浩特市| 锡林郭勒盟| 黔南| 廊坊市| 东城区| 玛曲县| 乳源| 高雄市| 同德县| 明星| 静宁县| 吉隆县| 宜黄县| 福州市| 浑源县| 嘉义市| 锡林郭勒盟| 大英县| 东阳市| 长顺县| 府谷县| 陇川县| 奉贤区| 新源县| 区。| 托克托县| 大安市| 太仆寺旗|