高中物理力学实验中常见的故障探讨

陈良耀

◆摘  要：实验作为高中物理重点教学模块，同时也是高中生物理学习的难点内容。在高中物理实验领域，力学内容所比重十分显著，更是高中生物理实验学习的难点。教师在组织力学实验教学时，经常因为各类因素导致力学实验出现故障，而导致实验结果出现失误。鉴于此，文章主要围绕力学实验中，相关的故障展开分析，以便高中生在今后的力学实验学习和操作时，能够有效规避实验故障，提高实验结果精准性。

◆关键词：高中物理;力学实验;故障分析

在高中物理教学体系中，力学是主要的教学模块，为了让高中生深入理解力学知识，教师通常会组织力学实验，让学生在实验探究过程中，对力学内容加深理解。但是，在具体的实验操作过程中，总会因为各种各样的原因，導致力学实验在进行过程中出现故障，在很大程度上造成实验结果出现误差，甚至还会导致力学实验中断。因此，下面主要围绕高中力学实验过程中，常见的几点实验故障风险展开分析，从而进一步规范学生力学实验探究和操作流程，奠定良好的知识储备，全面提高高中生力学实验探究能力。

一、实验设计阶段的故障分析

关于力学实验探究，实验设计是前提基础，实验设计质量将在很大程度上决定着力学实验进行情况以及完成质量。在实验设计阶段，学生需根据力学实验类型，合理设定实验材料、设备以及操作步骤，从而保证整个实验探究流程更加具有规范性。但是，如果在具体实验设计过程中，因为考虑不周全，导致实验装置选择、搭配不合理，将导致实验故障风险增加。比如说，牛顿第二定律力学实验，是高中物理重点内容。学生在设计力学实验之后，得出力学图像并非直线。通过故障分析与总结，可以发现造成故障的原因，是学生将m看作砝码质量，而不是（M+m）mg，导致力学图像出现偏差.所以，在今后的力学实验设计过程中，教师应引导学生对物理理论基础进行深刻剖析，掌握力学实验条件，以及各项参数含义。并以此为依据，对实验装置以及计算公式进行合理设计，从而保证力学实验设计更加有效，避免因为设计误差，而影响整个力学实验的探究质量。

二、器材本身的故障分析

在力学实验过程中，实验器材所发挥的作用十分显著，同时也是影响实验故障的主要因素。实验器材自身条件，在很大程度上决定着力学实验能够顺利进行，以及实验结果是否会出现误差。比如说，利用弹簧秤测拉力的物理实验操作时，弹簧秤本身的条件，以及弹簧弹性指标等，都将在很大程度上影响着力学实验操作质量。如果弹簧秤本身存在故障问题，比如说弹性性能降低，弹簧原始数值定位不合理，将导致拉力实验结果出现误差。因此，在力学实验操作过程中，为有效避免器材故障阻碍实验操作进度，和影响实验结果，应该重视实验器材的优化选择与检验。在实验进行之前，教师需要引导学生对手中的实验器材进行检验，其中包括外观、功能等方面的检验，保证实验器材，符合力学实验操作标准，从而有效规避力学实验故障。

三、器材组装阶段的故障分析

在力学实验进行过程中，器材组装阶段也容易出现操作故障，从而影响力学实验操作效果。高中生因为物理实验思维以及操作能力有限，或者因为对规范性的组装流程了解不够全面，很容易导致组装过程出现故障或者失误，而影响器材组装整体效果。比如说，在计算重力加速度物理实验操作时，需要学生对打点计时器进行组装，其中包括纸带的安装。如果学生在组装仪器过程中，操作不合理，比如说纸带装反，将出现纸带不显示点运动轨迹，或者是运动轨迹出现偏差。因此，在力学实验教学阶段，物理教师要根据具体操作标准，向学生渗透规范性的操作流程。引导学生自主掌握力学仪器操作说明，规范实验仪器操作和安装布置，从而保证高中生在物理实验操作过程中，能够规范安装实验仪器，保证力学实验探究活动顺利进行。

四、实验操作阶段的故障分析

实验操作阶段也是比较容易出现故障风险的环节，很多时候，因为学生实验操作不合理，导致实验故障出现。比如说，在进行力的平行四边形定则实验操作过程中，学生需要对橡皮条角度进行有效控制。学生在橡皮条的角度控制上不够规范，与标准情况下的60-90°角存在一定偏差，导致实验出现操作故障，而影响最终的实验结果。因此，在力学实验教学活动中，教师需要向学生渗透正确的实验操作方法。引导学生在动手操作之前，需要进行操作步骤，以及实验要素分析，从而严格控制实验条件，优化实验操作环境。同时，教师在学生实验操作过程中，应该重视教学指导，针对学生错误操作行为进行及时纠正和引导，从而保证学生的力学实验操作活动顺利进行。

五、结果分析阶段的失误分析

在物理力学实验最终的结果分析阶段，高中生很容易因为马虎或者思路偏差，而导致实验结果与真实情况存在偏差。比如说，高中生在分析单摆测重力加速度时，对摆长的计算出现失误。学生在计算过程中，并未将小球的半径计算到摆长当中，导致结算结果出现失误。因此，教师在组织力学实验教学时，一定要引导学生认真审题。根据物理实验各项要素、指标，对物理参数和条件进行分析。从而有效梳理物理力学的数量关系，提高高中生力学实验探究能力。

综上所述，通过分析高中阶段的力学实验，可以判断出在实验过程中，容易出现的实验故障具体有设计故障、仪器自身或者组装故障、实验操作故障，以及结果分析失误等。因此，针对上述故障问题，物理教师要引导学生进一步规范力学实验操作流程和步骤，完善力学实验探究环境，从而降低实验故障风险，全面提高高中生力学实验操作和探究水平，实现学生物理学科综合素养有效提升。

参考文献

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[2]刘卓然.高中物理力学实验中常见的故障[J].科技风，2017（03）.

[3]衣莲.高中物理力学实验学习的思考[J].信息化建设，2016（03）.