探讨验证机械能守恒定律实验的改进

2016-02-09 08:58向一
新课程(中学) 2016年1期
关键词:铁架纸带计时器

向一

(武汉市第四中学)

探讨验证机械能守恒定律实验的改进

向一

(武汉市第四中学)

探讨机械能量守恒定律实验中的不足,提出切实改进实验的方法,减少实验误差,提高实验的可操作性,以便学生更好地探讨认识机械能守恒定律。

机械能;守恒定律;实验改进

验证机械能守恒定律是高中物理必修课内容之一,课本对该实验的设计思路、步骤和过程均有考察。表面上看,实验设计完善精确,但深入分析可以发现,该实验装置漏洞多,缺乏科学性和操作性,依据课本无法完成实验操作。为此,本文对验证机械能守恒定律实验改进谈谈我个人看法和学习心得,提高实验可操作性和精确性。

一、实验存在的问题

图1为教材所示实验配图,打点计时器使用烧瓶夹固定,即使使用专用夹子也无法将打点计时器固定于铁夹上。电磁打点计时器和电火花计时器所受重力分别为2.7 N和2 N,实验要求电磁打点计时器与烧瓶夹的基础面上,难以计算烧瓶夹住计时器产生的相对压力,也难以稳定地固定打点计时器。而由于两种计时器的结构及功能,计时器只能固定于左下角,该固定位置容易导致烧瓶夹并非夹在离计时器重心位置,使计时器存在转动力矩,试验中容易随振动而向下转动。改用电火花计时器也无法规避该问题。

图1

二、改进措施

使用铁夹底座面和烧瓶夹共同固定打点计时器,如图2所示。将打点计时器竖直放于铁架台底座面,连接线柱一侧贴近铁架台底座面,将铁架台立柱垂直夹角降至合适位置,使用烧瓶夹夹住计时器右上角,带孔一端伸出台面,将打点计时器底座调节至竖直状态。此时打点计时器受铁架台及烧瓶夹共同作用,可将计时器稳定地固定于底座面。该设计方式不仅可以稳定地固定打点计时器,还确保底座与运动纸带始终处于同一水平位置,实验操作也更加灵活方便。另外,试验中保证纸带舒展。纸带通常被卷成圆形,纸带的摩擦力增大。而电磁打点计时器的工作阻力应低于2.49×10-2N,纸带摩擦力远远高于打点计时器的工作阻力。而且卷曲的纸带也容易导致计时器打点,导致迹点不清晰。因此,实验前应将纸带捋直,减小摩擦力,使“迹点”更清晰。还应选择质地软薄、韧性高的纸带,提高“迹点”的清晰度。

图2

在物理课程改革背景下,物理实验安排设计应贴近实际,使实验仪器结构、性能更加符合学校实际情况,才能更有利于物理实验教学。否则更容易造成实验教学混乱,使实验教学无法发挥作用。

[1]吴含章.验证机械能守恒定律实验的创新设计[J].实验教学与仪器,2014(06):31-33.

[2]刘玉震.“验证机械能守恒定律”实验的创新方案赏析[J].中学生数理化:高二高三版,2014(05):26-27.

·编辑 谢尾合

声明

《新课程》2010年12月中学版第184页所刊登文章《“英语课文剧”在英语教学中的重要作用》一文,署名解吉庆(江苏阜宁实验初中教师),经查实该文为抄袭原创作者牛长清(北京信息职业技术学院英语教师)正式公开发表论文。

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《新课程》编辑部

2016年1月18日

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