弭寶國 趙文琳
一、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法存在的不足
“驗(yàn)證機(jī)械能守恒”是高中階段的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn),傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法存在著如下不足:(1)由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的表面沒有溝槽可以嵌位,使用十字夾固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),很難保證打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的水平、豎直。而打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的“低頭”、“側(cè)身”對打點(diǎn)的準(zhǔn)確性影響很大。(2)手提紙帶釋放時(shí),很難保證手的穩(wěn)定性,致使第一個(gè)點(diǎn)打成一堆。(3)有的同學(xué)釋放紙帶時(shí)不果斷,拖泥帶水,致使前幾個(gè)點(diǎn)間距比正常值小。
二、改進(jìn)方法
鑒于此,筆者本著簡單實(shí)用的原則,對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),有效地克服了上述不足,取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。
如圖1,用2.5cm×3cm的木料制作一個(gè)高120cm、寬30cm的木架,并確保木架的方正、豎直。在中間加一寬度為6cm的橫梁,在此橫梁的下邊緣固定一塊寬4厘米的三合板條,用以托住打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。為保證紙帶豎直,在上橫梁的側(cè)面固定一塊兒厚度和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器厚度相等的木條(厚約1.0厘米),把一個(gè)小鐵夾用木螺絲穩(wěn)定地固定在該木條上(注意:不能讓小鐵夾活動,否則仍不能避免紙帶震動)。左右調(diào)整打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置,使紙帶保持豎直,并在中間橫梁上做標(biāo)記。
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.實(shí)驗(yàn)時(shí)按所作標(biāo)記放置打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并用U型夾固定,連接導(dǎo)線。
2.穿紙帶,掛重物。
3.一手接通電源,另一手迅速釋放紙帶。
4.關(guān)閉電源,揀起紙帶研究。
5.重復(fù)以上步驟再作幾次,選擇第一、二點(diǎn)間距接近2毫米且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行研究。
四、注意事項(xiàng)
1.要選擇第一、二點(diǎn)間距接近2毫米的紙帶。因?yàn)榇螯c(diǎn)時(shí)間間隔為0.02秒,由自由落體運(yùn)動公式:h=1/2gt2=0.5×9.8×0.022=2毫米,所以,紙帶第一、二點(diǎn)間隔接近2毫米,說明紙帶是在打第一個(gè)點(diǎn)的瞬間下落的,否則就說明紙帶下落晚了一步,第一、二點(diǎn)時(shí)間間隔小于0.02秒,這是由打點(diǎn)和釋放不能精確同步造成的,本套儀器無法克服。
2.釋放紙帶時(shí)一定要先打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,后釋放紙帶。并且要做到果斷、迅速、平穩(wěn)。
3.釋放紙帶時(shí)不要追求打開電源和釋放紙帶的同步,因?yàn)檫@樣做往往不能同步,造成第一、二點(diǎn)間距大于2毫米,這是先釋放,后打點(diǎn)造成的,這樣的紙帶不能用。
(責(zé)任編輯孫曉雯)