利用Tracker软件分析验证牛顿第二定律

吴宏伟

(西北师范大学教育学院 甘肃 兰州 730070)

利用Tracker软件分析验证牛顿第二定律

吴宏伟

(西北师范大学教育学院 甘肃 兰州 730070)

利用Tracker软件分析了验证牛顿第二定律的实验视频，验证了物体加速度的大小与它所受到的作用力成正比，与它的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同.

Tracker软件 牛顿第二定律 视频

1 引言

牛顿第二定律是高中物理学科中的重要概念，也是学习物理的难点和重点.牛顿第二定律在高中阶段物理知识的学习中起着承上启下的作用，牢固掌握牛顿第二定律的内涵，有利于学生学习受力分析，为解决力学综合问题奠定坚实基础. 验证牛顿第二定律常用的实验方法是利用打点计时器打点，通过纸带计算物体的加速度,虽然这种方法简单方便,但在实际教学过程中存在的问题主要是：需要花费大量时间，实验所选器材远离学生的现实生活，不能反复呈现实验现象等.Tracker软件是一种广泛使用的视频分析软件，通过分析物理实验视频，追踪研究对象的运动轨迹，以简洁、高效的数据分析手段揭示物理现象背后所隐藏的物理规律.利用Tracker软件的自动追踪功能，有效地跟踪滑块的运动轨迹，同步描绘出滑块运动的加速度-时间图像，可精确测得滑块运动的加速度，从而验证牛顿第二定律.

2 利用Tracker软件分析验证牛顿第二定律

2.1 用数码相机拍摄滑块运动的视频

本实验用到的器材主要有气垫导轨、滑块、电子天平、定滑轮、挂钩及砝码等，实验装置如图1所示.实验过程中采用控制变量法，当固定滑块质量m不变时，通过改变挂钩及配重块的质量，从而改变合外力F的大小，可以测得加速度a与合外力F之间的关系；……