《验证牛顿第二定律》实验装置的探究

李清

摘 要：教育部在2014年提出“中国学生发展核心素养”理念，根据这一理念需要培养学生的评估数据的能力、创新思维、设计实验探究方案的能力、获取数据的能力、分析论证的能力、合作与交流讨论的能力，另外还有学生能准确表述、评估和反思总结实验探究过程和结果的能力。

关键词：实验原理;实验装置;验证;探究

《验证牛顿第二定律》是高中物理《高考考试大纲》规定七个之一的力学实验。实验涉及研究对象受到的合外力F合、质量M和加速度a的测量数据，通过分析它们的数据找出三者的相互关系，是《高考考试大纲》考查实验中难点之一，受到高考命题人的青睐。本文从实验原理入手设计实验装置进行实验探究，以小组（每组6人最佳）为单位的形式，每个组员至少分别设计一个测合外力F合和加速度a的方案，小组内再进行可行性讨论与交流，形成可操作性的方案，每个小组上交评估后的可行性方案给教师，教师评估可行后再在实验室实验验证。

一、设计测量合外力F合的实验装置

1.设计思路

（1）确定研究对象：小车（或滑块）

（2）研究对象的受力分析

（3）根据F合=F-f可知，要测出F合就必须测出细绳拉力F和摩擦力

由于设计测量摩擦力f会增加学生設计难度和实验复杂程度，最好采用平衡摩擦力的方法或利用气垫导轨。建议设计平衡摩擦力f实验方案等完成实验后作为拓展实验留个学生思考。

（4）平衡摩擦力f：教师引导学生思考平衡摩擦力f的原理

2.测小车（滑块）受到的合力F实验装置案例分析