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关于运动的论文牛顿运动定律论文

归档日期:07-14       文本归类:胡克      文章编辑:爱尚语录

  关于运动的论文牛顿运动定律论文_理化生_高中教育_教育专区。关于运动的论文牛顿运动定律 论文 基于“比值关系”的牛顿第二运动定律探究实验的改 进 摘 要: “牛顿第二运动定律探究实验”是高中物理新课程必修 模块中典型的探究实验之一。 本文作者引导学生改进课本中

  关于运动的论文牛顿运动定律 论文 基于“比值关系”的牛顿第二运动定律探究实验的改 进 摘 要: “牛顿第二运动定律探究实验”是高中物理新课程必修 模块中典型的探究实验之一。 本文作者引导学生改进课本中用“比值 关系”进行的对比实验,让学生体验科学探究的过程。根据改进实验 目的,自选实验器材,制定改进实验方案,收集实验数据,得出实验结 论,并对实验结果进行分析和评估。 关键词: 牛顿第二定律 比值法 探究实验 “探究加速度与力、 质量的关系”是人教版普通高中物理实 验教科书(必修 1)第四章《牛顿运动定律》第 2 节的内容。本节内容 的基本思路是:保持物体质量不变,测量物体在不同拉力作用下的加 速度,分析加速度与力的关系;保持物体所受的拉力相同,测量不同质 量的物体在该力作用下的加速度,分析加速度与质量的关系。 [1]课本 采用了对照比较的探究方法,测量不同情况下物体加速度的比值与外 力比值、质量比值的关系,实验探究的内容更加符合牛顿第二定律的 本义,也体现了新课程实验设计从验证性向探究性转变的理念。 为使学生理解和掌握用对照实验探究牛顿第二定律,理解 “比值关系”在实验操作和数据处理中的作用,我引导学生改进课本 实验方案,让学生参与实验新方案的设计,参与实验操作过程和处理 实验误差,并能评估实验方案和实验结果。[2] 一、问题提出 设计“探究牛顿第二运动定律”实验(图一:课本的实验装 置)时,我采用了对照比较实验的方法。 怎样使这种实验方案更好地解 决以下问题? ①如何让学生体验探究的过程,培养学生的动手实践能力。 ②实验中如何真正落实“比值关系”。 ③怎样准确控制两车运动步调的一致性。 ④怎样减少实验误差。 ⑤如何增加对照的实验效果,让实验现象更明显。 二、探究实验的过程 (一)引导学生准备实验器材。 ①自制两端带有滑轮的铝合金导轨 1 个;②自制电磁铁 2 个; ③相同的小车 2 个;④钩码:5g、10g、20g 各几个,用于提供牵引小车 的力;100g、200g 各几个,用于改变小车的质量;⑤学生电源 1 个;⑥ 铁架台 2 个;⑦天平、砝码;⑧小筒 2 个,各 5g;⑨1.5—2.0 米长的适 当粗细的棉线两条;⑩米尺、水平仪、导线若干。实验电路(如图二改 进的实验装置) (二)引导学生探究实验,体验比值关系。 1.保持小车质量 M=M=200g(2 个单位质量,取 100g 为一个单 位质量)不变,改变两小车的拉力,探究加速度与外力的关系。 操作要点:用天平测出小筒的质量为 5g,以 5g 的重力作为一 个单位力,保持小车的质量不变,即 M=M。通过改变拉两小车的力是单 位力的几倍来确定两边拉力的比例关系 F∶F。 利用电磁铁在通电时有磁性,断电时磁性消失,可控制两小 车同时运动。 断开电源后,电磁铁磁性消失,两小车在小桶的拉力作用 下做初速度为 0 的匀加速直线运动,相向运动至相撞,两车运动的时 间相同。从标尺上读出两车的位移之比 S∶S。结合 S=at 公式,就可 以得出 a∶a=S∶S,探究 a∶a 与 F∶F 关系。 进行实验:合上电源,小车在电磁铁的吸引下静止,在一边的 小桶内放 5g 的钩码和另一边小桶内不放钩码,一边拉力是单位力,一 边拉力是单位力的两倍,即拉力 F∶F 之比为 1∶2,断开电源开关,两 小车开始运动,记下相遇的位移分别是 26.0cm 和 51.0cm;再合上电源, 一边小桶内放 5g 钩码,别一边小桶内放 10g 钩码,即拉力 F∶F 之比为 2∶3,断开电源开关,两小车开始运动,记下相遇的位移为 31.5cm 和 45.5cm;再合上电源,一边小桶内放 10g 钩码,别一边小桶内放 15g 钩 码,即拉力 F∶F 之比为 3∶4,断开电源开关,两小车开始运动,记下相 遇的位移为 33.5cm 和 43.5cm;如此下去。将实验数据记入表一。 以 a∶a 为纵坐标,以 F∶F 为横坐标,建立坐标系,根据记录 数据描点,画出拟合曲线。 图三 实验 a∶a 与 F∶F 数据 结论:由数据分析和拟合曲线可知,在误差允许的范围内,小 车质量一定,加速度与外力成正比,即 a∞F。 2.保持小筒内的钩码质量一定,即小车的拉力不变 F=F=30g(6 个单位力,以 5g 作为一个单位拉力),改变小车的质量,探 究小车的加速度与小车的质量关系。 操作要点:用天平测出小车的质量为 200g,以 100g 的作为一 个单位质量,保持两小车的拉力不变,即 F=F。通过改变两小车的质量 是单位质量的几倍来确定两车质量的比例关系 M∶M。 利用电磁铁在通电时有磁性,断电时磁性消失,可控制两小 车同时运动。 断开电源后,电磁铁磁性消失,两小车在小桶的相同拉力 作用下做初速度为 0 的匀加速直线运动,相向运动至相撞,两车运动 的时间相同。从标尺上读出两车的位移之比 S∶S。结合 S=at 公式, 得出 a∶a=S∶S,探究 a∶a 与 M∶M 的关系。 进行实验:合上电源,小车在电磁铁的吸引下静止,在一边的 小车上放 100g 的砝码,另一边小车不放砝码,以 100g 作为单位质量, 一边是单位质量的 2 倍,一边是单位质量的 3 倍,即质量 M∶M 之比为 2∶3,断开电源开关,两小车开始运动,记下相遇的位移分别是 46.0cm 和 31.0cm;再合上电源,一边小车上放 100g 砝码,别一边小车上放 200g 砝码,即质量 M∶M 之比为 3∶4,断开电源开关后,两小车开始运 动,记下相遇的位移为 44.5cm 和 32.5cm;再合上电源,一边小车上放 200g 砝码,别一边小车上放 300g 砝码,即质量 M∶M 之比为 4∶5,断开 电源开关后,两小车开始运动,记下相遇的位移为 42.5cm 和 34.5cm, 如此下去。将实验数据记入表二。 以 a∶a 为纵坐标,以 M∶M 为横坐标,建立坐标系,根据记录 数据描点,画出拟合曲线。 图四 实验 a∶a 与 M∶M

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