江桂林

摘 要：“勻變速直線運動的加速度”探究實驗的設置目的本就是通過親身操控打點計時器，小車等實驗器材，通過觀察小車的直線運動行駛過程和記錄整個實驗過程的數(shù)據(jù)感受加速度這一物理矢量的存在和作用原理?！皠蜃兯僦本€運動的加速度”的探究實驗過程中，需要應用到的器械較多，可能存在的實驗誤差也較多。為了方便我們的探究性試驗能夠順利進行，減小或避免誤差發(fā)生的可能，本文就“勻變速直線運動的加速度”探究實驗的器械使用方面和操作方法上進行了改進改動，以較為精準的實驗探究為我們學習相關物理知識構建立體清晰的三維構思模型，強化了我們對“勻變速直線運動加速度”這一知識模塊的理解記憶。

關鍵詞：勻變速直線運動;加速度;打點計時器;實驗方案;實驗探究

我們已經對勻變速直線運動的概念和基本推導公式有了詳細的了解，速度均勻發(fā)生變化的直線運動即為勻變速直線運動，在勻變速直線運動的運動過程中，速度的變化量和時間的變化量之比即為加速度，在整個直線運動過程中加速度保持不變，即為勻變速直線運動。推導公式中我們一般以a=（Vt-Vo）/t作為加速度的表現(xiàn)公式，在日后的解題過程中，加速度可以作為物理矢量被套用進入其他物理量的推導過程中。但是，物理推導公式本身繁多，且各個物理量之間的聯(lián)系較為密切，如果概念構建不夠清楚，很可能會為以后的公式推導造成概念混淆問題。通過進行勻變速直線運動的加速度的探究實驗學習，我們可以較為清晰地觀察到加速度的實際物理作用過程，強化理解記憶。按照教材進行了勻變速直線運動的加速度的探究實驗后，我們發(fā)現(xiàn)教材中的實驗探究過程整體不夠嚴密，精準性有待改善，且操作起來較為麻煩，本文就此類弊病進行了實驗改進。

1.“勻變速直線運動的加速度”探究實驗概述

1.1實驗原理概述

在勻速加速的加速度條件下，物體做直線運動的整體過程中，連續(xù)相等時間的位移情況是一樣的，即S2-S1=S3-S2=S4-S3=S（n）-S（n-1），各個連續(xù)相等時間段內的位移量的相差量相等，不做變化。一般對于勻變速運動的加速度的求解公式，我們利用逐差法逐差法來表達：S6-S3=S5-S2=S4-S1=3at2，a為加速度，t為相鄰兩計數(shù)點之間的時間差。在已知條件下，我們可以得出a1，a2等的數(shù)值，再通過計算a1和a2等數(shù)值的平均值方可得出a，即最后所求勻變速直線運動的加速度。

整個實驗過程中我們需要把握的物理量有各個計數(shù)點之間的刻度距離，計數(shù)點之間的時間距離，各個點之間的刻度數(shù)值，記錄各計數(shù)點的時間，以及加速度的最終計算數(shù)值

1.2實驗探究的器材準備

本次試驗需要對單位距離進行刻度打點記錄，且需要準備能進行勻變速直線運動的物體，并為物體做勻變速直線運動提供環(huán)境條件，整個實驗過程需要精準的刻度記錄儀器，所以關于本次實驗的器材準備，大致準備器材為：打點計時器，紙帶，復寫紙，低壓電源，長木板，刻度尺子，砝碼，繩子，導線

在長木板的選用上應注意其用途，為了給做勻變速直線運動的小車提供可做該運動的適合面，在木板取材上應注意木板的粗糙度和平整度，不宜過于粗糙，也不宜在木板表面出現(xiàn)凹凸不平的情況，為了方便記錄打點數(shù)據(jù)，木板一端應配備滑輪

1.3實驗過程

將長木板放置于桌面上，系有滑輪一端的木板應伸出桌面，在另一端沒有滑輪的末尾處裝置好打點計時器，連接低壓電源。用繩子系住車子，繞過滑輪，另外一端用來固定小車，之后，將小車放置在打點計時器附近，將低壓電源與打點計時器連接起來，接通電源，打開開關，確定好小車位于打點計時器的標準出發(fā)點處之后，放開小車使其運動，在打點計時器打完三次點后，觀察紙帶打點情況，以刻度尺進行客服距離測量并記錄，以5個連續(xù)時間間隔為計時單位，測算各個計數(shù)點的速度，最終求得a的平均值。

2.“勻變速直線運動的加速度”探究實驗不足之處

2.1實驗過程容易出現(xiàn)操作失誤導致結果誤差

在“勻變速直線運動的加速度”探究實驗中，由于整個實驗過程較為簡單，僅有實驗探究意義，所以在配備實驗器材的選用上其實較為簡陋，成本低廉，在實際操作情況中容易因器材選用或操作不當導致實驗誤差。比如紙帶和繩子的應用上，必須與木板平行，不然就會導致小車無法做勻變速直線運動或導致打點數(shù)值不準;砝碼落地不可與小車與滑輪相撞，否則也會導致整個實驗結果誤差等。此類由于實驗器具操作不當或操作不便所導致的實驗失敗結果或較大的實驗誤差，都極容易影響我們對于加速度的推算認知和套用計算，無法以實驗啟發(fā)我們的做題思路。所以，在往后的實驗過程中，我們應更新實驗器械，以精準的實驗數(shù)據(jù)和簡便的實驗過程強化我們的實驗記憶。

2.2實驗過程繁瑣，需要重復計算以提高精準性

在開展“勻變速直線運動的加速度”的探究實驗中，我們需要安裝拼接許多的實驗裝置，需要尋找較多的實驗器材，還需要對已得的實驗結果重復進行檢查推算，才能最終得出實驗結果。多種實驗器材的尋找選用和拼接組裝，浪費了大量時間，容易出現(xiàn)實驗誤差的器材，令我們不得不重復實驗，并進行計算。上述情況的出現(xiàn)，浪費了許多實驗時間，使得學習效率低下，且實驗過程處理難度較高，操作難度較大，十分不利于動手操作。

3.“勻變速直線運動的加速度”實驗改進

在以往“勻變速直線運動的加速度”探究實驗過程中，所用實驗器材較多，較為簡陋，整個實驗過程中因操作器材所含的不可控因素較多。因此，我們應簡化器材使用量，利用新興實驗器材來替代以前的實驗器材使用，比如磁控電子秒表的使用，在磁控開關受到磁鐵作用時，電子秒表就會開始計時，磁鐵作用消失則停止計時，第二次作用則又開始計時，利用這一原理，我們可以以此控電子秒表代替打點計時器和紙帶等器材的使用，一方面簡化了器材使用，一方面提高了整體精準性，另一方面較為簡易，易于操控，更便于我們進行實驗。引進這一思路，我們可以盡可能在實驗過程中，利用可利用范圍內較為精準且便于操控的實驗工具進行實驗探究，簡化實驗過程，降低實驗難度，方便我們以實踐豐富認知。

結語

精準性和簡約性是進行教學實驗的基本實驗設計理念，為了豐富我們的實踐操作經驗，簡化整個實驗的過程，降低實驗操作難度，提高我們對于相關物理知識的立體記憶。我們應舉一反三，利用使用原理相同卻更為簡易精準的實驗工具進行實驗開展，使我們的實驗探究更富有學習意義。

參考文獻

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