对探究加速度与力质量的关系演示仪的改进

宋万松

(滁州市教学研究室 安徽 滁州 239000)

叶庆峰

(滁州中学 安徽 滁州 239000)



对探究加速度与力质量的关系演示仪的改进

宋万松

(滁州市教学研究室 安徽 滁州 239000)

叶庆峰

(滁州中学 安徽 滁州 239000)

高中人教版物理教材必修1中的“探究加速度和力、质量关系”实验，存在某些缺陷.我们从高中教学实际出发，对教材上的教学仪器进行了一些改进，来探究加速度和力、质量之间的定量关系，从而能够做到简单、易操作，实验数据好记录.

加速度 质量 力 数据测量 仪器改进

1 引言

在高中人教版物理教材必修1，“探究加速度和力、质量关系”这节中，课本有一个探究性实验如图1，通过此实验装置得出相关结论( F=ma).

可是在进行该实验时，我们会发现利用黑板擦控制小车运动，很难保证它们同时停下来，这样两小车运动时间t就不同，实验误差就会很大；另外小车的位移记录也不是很方便.因此利用课本上该套实验装置，就会带来实验数据测量的不确定性，从而增大了实验的偶然误差.为了解决相关问题，笔者查阅了大量书籍和网络资料，现在中学教学中大多数使用的实验装置如图2所示.

图1 人教版“探究加速度和力、质量的关系”的探究实验

(d)

以上实验装置主要还是通过打点计时器打点，测量纸带上点的距离，从而计算小车的加速度与质量以及力之间的关系.为此，笔者就从高中教学的需要出发，对教材上的实验装置进行了一些改进，很好地解决了课本上实验数据测量的不确定性问题，从而更加有效地服务于我们的教学；学生可以利用这套改进的装置，通过实验探究达到对物理规律的认识，非常吻合新课程教学要求，更加符合物理教学的特点，通过实验探究去解决物理问题，笔者将从下面几个方面对本套改进的实验装置进行说明.

2 实验原理

3 实验装置

改进后的实验装置如图3所示.

图3 改进后的实验装置

4 实验步骤

(1)安装好装置，调节长木板使之水平(用水平仪检验)；

(2)保持小车质量不变，改变两边钩码数量，探究加速度与力的关系；

(3)保持两边钩码数量相等，改变小车质量，探究加速度与质量的关系；

(4)重复以上步骤多次探究得出结论.

5 实验数据及结果

笔者利用该套实验装置在实验室进行多次实验，测量得到多组数据.通过实验数据不难发现加速度与力成正比，而与质量成反比的定量关系.实验时设定小车初始间距为定值x=50.0 cm，以下从多组实验数据中列举两组数据进行说明.

表1 相同质量M(200 g)小车，拉力F不同，探究a与F的关系(a与x的关系)

表2 相同拉力F，小车质量M不同，探究a与M的关系(a与x的关系)

6 创新点

(1)变传统实验的一个小车的运动为两个小车相向运动；

(2)较传统实验操作更为方便,数据记录更简单；

(3)利用电磁控制装置控制时间更精准，保证了运动的同时性；

(4)利用碰撞挤压喷射器记下小车运动的位移，位移测量更容易.

Improvement on the Demonstrator for Exploring the Relation between Acceleration and Force, Mass

Song Wansong

(Chuzhou Teaching and Research Office,Chuzhou,Anhui 239000)

Ye Qingfeng

(Chuzhou High School, Chuzhou, Anhui 239000)

There are some defects in senior high school physics teaching materials required 1 the experiment for Exploring the Relation between acceleration and force, mass. We start from the actual situation of high school teaching, make some improvements on teaching instrument introduced in the teaching material, and then explore the quantitative relationship between the acceleration and force, mass, The results show that the instrument is simple, easy to operate, and the experimental data can be recorded commendably.

acceleration; mass; force; data measurement and instrument improvement

2015-08-26)