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张前军物理教学随笔

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探究加速度与力、质量关系实验装置拓展  

2011-03-31 09:13:44|  分类: 教学思想 |  标签: |举报 |字号 订阅

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       写在前面:探究加速与力、质量关系实验是高中物理中的一个重要实验,它不仅是探究性实验能够训练
探究加速度与力、质量关系实验装置拓展 - 张前军 - 张前军物理教学随笔
思维,更重要的是在该实验中涉及的实验内容非常丰富, 如打点计时器使用、纸带计算速度与加速度方法、平衡摩力对实验影响、实验中的近似条件、数据的图像法处理等。实验题一般不会考到课本上原本的实验,但所考实验都是原本实验的变形,其实验思想方法都是不变的。因此,研究透该基本实验思想方法才能对原本实验中相关器材进行替换,创新出符合时代要求的实验问题。下面从对探究加速度与力、质量关系实验装置(如图1所示)拓展角度对近年该类实验赏析如下。

1、验证小车动能定理。

探究加速度与力、质量关系实验装置拓展 - 张前军 - 张前军物理教学随笔

例:(2009年广东15题)实验装置如图2所示,为简化实验用力传感器测绳中拉力,用速度传感器 测经过已知距离的两处速度,在小车中加入法码改变小车质量进行多次测量,根据所给速度平方差|v22-v21|以及拉力做功的表格数做图分析,验证图像的斜率等于小车质量的一半即可。

本实验考查重点:实验原理理解、图像法数据处理。

2、平衡摩擦力后加挡测空气阻情况。

例:(2010江苏11题)为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同

探究加速度与力、质量关系实验装置拓展 - 张前军 - 张前军物理教学随笔学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图3所示)。实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力。通过所给速度时间多组数据,要求根据实验数据作出小车的v-t图,并分析图像变化规律判断阻力与速度的定性关系。

    本实验考查重点:打点计时器操作顺序数据作图处理,并分析图像规律。

3、不平衡摩擦力,小车变物块,测动摩擦因素。

例:(2008年宁夏22题)实验装置如图4所示,该实验题不需要悬挂物体的质量<<滑块质量的

探究加速度与力、质量关系实验装置拓展 - 张前军 - 张前军物理教学随笔

 要求,实验的原理就是通过打点计时器打出的纸带测出连接体的加速a,由该连接体的加速度公式a=[m3(托盘和砝码的总质量) g-u m2 (滑块的质量)g]/( m3+ m2)。

本实验考查重点:纸带测速度、测加速度计算,系统牛顿第二定律。

4、验证系统机械能守恒。

例:2010年海南14题利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图5所示。

探究加速度与力、质量关系实验装置拓展 - 张前军 - 张前军物理教学随笔

 测速度、加速度度换成光电门装置,长木板换成水平气垫导轨,通过游标卡尺测挡光条宽度来计算速度和动能变化,通过两光电门间的距离得到法码下降的距离计算重力势能变化。

本实验重点考查:基本测量工具游标卡尺的读数、光电门测速原理、实验数据处理。

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