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        探討驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

        2016-02-09 08:58:12向一
        新課程(中學(xué)) 2016年1期
        關(guān)鍵詞:鐵架紙帶計(jì)時(shí)器

        向一

        (武漢市第四中學(xué))

        探討驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

        向一

        (武漢市第四中學(xué))

        探討機(jī)械能量守恒定律實(shí)驗(yàn)中的不足,提出切實(shí)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方法,減少實(shí)驗(yàn)誤差,提高實(shí)驗(yàn)的可操作性,以便學(xué)生更好地探討認(rèn)識機(jī)械能守恒定律。

        機(jī)械能;守恒定律;實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

        驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律是高中物理必修課內(nèi)容之一,課本對該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路、步驟和過程均有考察。表面上看,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完善精確,但深入分析可以發(fā)現(xiàn),該實(shí)驗(yàn)裝置漏洞多,缺乏科學(xué)性和操作性,依據(jù)課本無法完成實(shí)驗(yàn)操作。為此,本文對驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)改進(jìn)談?wù)勎覀€(gè)人看法和學(xué)習(xí)心得,提高實(shí)驗(yàn)可操作性和精確性。

        一、實(shí)驗(yàn)存在的問題

        圖1為教材所示實(shí)驗(yàn)配圖,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用燒瓶夾固定,即使使用專用夾子也無法將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定于鐵夾上。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器所受重力分別為2.7 N和2 N,實(shí)驗(yàn)要求電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與燒瓶夾的基礎(chǔ)面上,難以計(jì)算燒瓶夾住計(jì)時(shí)器產(chǎn)生的相對壓力,也難以穩(wěn)定地固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。而由于兩種計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)及功能,計(jì)時(shí)器只能固定于左下角,該固定位置容易導(dǎo)致燒瓶夾并非夾在離計(jì)時(shí)器重心位置,使計(jì)時(shí)器存在轉(zhuǎn)動(dòng)力矩,試驗(yàn)中容易隨振動(dòng)而向下轉(zhuǎn)動(dòng)。改用電火花計(jì)時(shí)器也無法規(guī)避該問題。

        圖1

        二、改進(jìn)措施

        使用鐵夾底座面和燒瓶夾共同固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,如圖2所示。將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直放于鐵架臺底座面,連接線柱一側(cè)貼近鐵架臺底座面,將鐵架臺立柱垂直夾角降至合適位置,使用燒瓶夾夾住計(jì)時(shí)器右上角,帶孔一端伸出臺面,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器底座調(diào)節(jié)至豎直狀態(tài)。此時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器受鐵架臺及燒瓶夾共同作用,可將計(jì)時(shí)器穩(wěn)定地固定于底座面。該設(shè)計(jì)方式不僅可以穩(wěn)定地固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,還確保底座與運(yùn)動(dòng)紙帶始終處于同一水平位置,實(shí)驗(yàn)操作也更加靈活方便。另外,試驗(yàn)中保證紙帶舒展。紙帶通常被卷成圓形,紙帶的摩擦力增大。而電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作阻力應(yīng)低于2.49×10-2N,紙帶摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作阻力。而且卷曲的紙帶也容易導(dǎo)致計(jì)時(shí)器打點(diǎn),導(dǎo)致跡點(diǎn)不清晰。因此,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將紙帶捋直,減小摩擦力,使“跡點(diǎn)”更清晰。還應(yīng)選擇質(zhì)地軟薄、韌性高的紙帶,提高“跡點(diǎn)”的清晰度。

        圖2

        在物理課程改革背景下,物理實(shí)驗(yàn)安排設(shè)計(jì)應(yīng)貼近實(shí)際,使實(shí)驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)、性能更加符合學(xué)校實(shí)際情況,才能更有利于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。否則更容易造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)混亂,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法發(fā)揮作用。

        [1]吳含章.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器,2014(06):31-33.

        [2]劉玉震.“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新方案賞析[J].中學(xué)生數(shù)理化:高二高三版,2014(05):26-27.

        ·編輯 謝尾合

        聲明

        《新課程》2010年12月中學(xué)版第184頁所刊登文章《“英語課文劇”在英語教學(xué)中的重要作用》一文,署名解吉慶(江蘇阜寧實(shí)驗(yàn)初中教師),經(jīng)查實(shí)該文為抄襲原創(chuàng)作者牛長清(北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院英語教師)正式公開發(fā)表論文。

        在此,我刊鄭重聲明該文章作廢,不能用于任何相關(guān)評選、評定。解吉慶的文責(zé)由其本人承擔(dān),對原創(chuàng)作者牛長清老師造成的不利,本刊也深表歉意。

        今后凡向本刊投稿者,稿件須出自原創(chuàng),不得作假,杜絕抄襲、剽竊,否則由投稿者承擔(dān)相應(yīng)法律責(zé)任。

        特此聲明

        《新課程》編輯部

        2016年1月18日

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