摘 要：物理學(xué)科是典型的以實驗探究和驗證作為基礎(chǔ)研究方法的自然科學(xué)學(xué)科門類，因此切實做好高中階段物理實驗探究課程教學(xué)活動過程中的實驗方案優(yōu)化設(shè)計工作，以及可行性研究分析工作，是保障和支持高中階段物理學(xué)科知識內(nèi)容教學(xué)活動順利獲取最佳預(yù)期效果的重要前提條件。驗證牛頓第二定律的實驗作為研究背景，圍繞實驗方案的設(shè)計與可行性論題，擇取兩個具體方面展開了簡要的分析論述。

關(guān)鍵詞：實驗方案；設(shè)計；可行性；牛頓第二定律

牛頓第二定律的基本內(nèi)容描述了物體自身的質(zhì)量、物體在運動過程中的加速度，以及物體在實際運動過程中所受合外力之間的物理制約關(guān)系。遵照牛頓第二定律的基礎(chǔ)表述，對于已經(jīng)明確給定的物體對象而言，其在實際運動過程中所具備的加速度大小，與其實際所受的合外力大小之間呈嚴(yán)格的正比例關(guān)系。在我國高中階段物理學(xué)科知識內(nèi)容的教學(xué)實踐過程中，牛頓第二定律的教學(xué)引入呈現(xiàn)環(huán)節(jié)是借由實驗探究方案的設(shè)計和實施過程具體完成的，因而切實做好牛頓第二定律驗證實驗方案的設(shè)計工作和可行性研究工作，對于保障和支持實際化的實驗探究教學(xué)工作過程穩(wěn)定進(jìn)行且順利地獲取最佳預(yù)期效果，具備不容忽視的作用。有鑒于上述研究背景，本文將以驗證牛頓第二定律的實驗作為研究對象，圍繞實驗方案的設(shè)計與可行性展開簡要的分析論述。

一、可行性分析工作在實驗方案設(shè)計過程中的重要作用分析

實驗探究教學(xué)環(huán)節(jié)是高中階段物理學(xué)科知識內(nèi)容日常教學(xué)過程中的重要組織形式，而切實做好高中物理學(xué)科探究性教學(xué)實踐過程中的實驗方案設(shè)計工作，是保障和支持高中物理學(xué)科實驗探究教學(xué)環(huán)節(jié)順利獲取最佳預(yù)期效果的重要前提條件。

從高中物理學(xué)科基礎(chǔ)性實驗探究方案設(shè)計工作的具體化組織開展路徑角度展開分析?！翱尚行浴眴栴}的基本內(nèi)涵主要涉及兩個具體方面，其一是要確保實際設(shè)計形成的高中物理學(xué)科實驗探究技術(shù)操作方案在現(xiàn)有的探究式實驗教學(xué)環(huán)境以及器材配備支持下能夠穩(wěn)定且順利地組織開展；其二是要確保實際設(shè)計形成的高中物理學(xué)科實驗探究教學(xué)實踐方案在具體運用過程中通過最優(yōu)化方案，能夠較為穩(wěn)定且順利地獲取到預(yù)期的實驗結(jié)果。

二、牛頓第二定律驗證實驗的方案設(shè)計思路分析

選取控制變量法完成驗證牛頓第二定律實驗的設(shè)計工作環(huán)節(jié)，其基礎(chǔ)性的實驗探究儀器裝置如下圖所示：

在借由上圖中所示的實驗探究裝置完成牛頓第二定律的驗證實驗過程中，小車實驗儀器實際獲取的加速度a數(shù)值大小和矢量方向特點，通常借由外力F，小車本身的質(zhì)量m共同決定，因而在具體針對物理學(xué)參數(shù)量指標(biāo)a，F(xiàn)和m的數(shù)量關(guān)系展開研究分析過程中，應(yīng)當(dāng)借由對控制變量研究方法的運用，分步驟且系統(tǒng)性地完成針對牛頓第二定律的驗證性實驗探究教學(xué)環(huán)節(jié)。

在具體運用本文中選取的實驗裝置開展牛頓第二定律驗證實驗過程中，可以借由墊高未安裝滑輪的長木板一側(cè)的操作方法，在具體實驗過程中，使小車能夠沿著長木板做勻速直線運動，繼而等效完成對實驗裝置中的摩擦力因素的平衡處理。

在本文列示的物理學(xué)實驗研究設(shè)計方案之中，較為有效且充分地引入和運用了物理學(xué)中有關(guān)等效轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)性邏輯研究分析思想。小車在長木板上完成勻加速直線運動的過程中，由于其本身會遭遇到一定大小的摩擦阻力的影響作用，且在改變小車的總體質(zhì)量過程中摩擦阻力的大小數(shù)值通常也會發(fā)生一定變化，且這一因素通常會對具體實驗研究過程中實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性造成極其顯著的影響，為有效確保高中物理學(xué)科實驗探究教學(xué)方案順利進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有的實驗探究應(yīng)用器材基礎(chǔ)上，針對已有的實驗裝置展開系統(tǒng)有效的平衡摩擦力處理，保障實驗教學(xué)環(huán)節(jié)順利進(jìn)行。

本文以驗證牛頓第二定律的實驗作為研究背景，圍繞實驗方案的設(shè)計與可行性論題，擇取可行性分析工作在實驗方案設(shè)計過程中的重要作用分析，以及牛頓第二定律驗證實驗的方案設(shè)計思路分析兩個具體方面展開了簡要的分析論述，旨在為我國高中階段物理學(xué)科任課教師構(gòu)筑和提供經(jīng)驗參考支持條件，切實做好實驗探究方案的優(yōu)化設(shè)計工作。

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作者簡介：孟凡超，男（2000.9—）漢族，山東泰安人，高中生。

編輯 趙飛飛