羅振國(guó)

（福建省泉州市石獅一中，福建 泉州 362700）

本刊2013年第8期刊發(fā)了論文《“探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)探析》，筆者認(rèn)真閱讀后，對(duì)其中設(shè)想2的實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)頗感興趣，于是按設(shè)計(jì)圖做了進(jìn)一步探究，如圖1所示.（原文采用的是速度傳感器，筆者采用光電門(mén)與數(shù)字計(jì)時(shí)器替代，原理一樣.）

圖1

此設(shè)計(jì)方案看似巧妙，然而確實(shí)如原文作者所言，不可以用彈簧秤的讀數(shù)來(lái)消除實(shí)驗(yàn)的誤差，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)彈簧秤無(wú)法做到準(zhǔn)確讀數(shù)，除非利用到力學(xué)傳感器.但是對(duì)于大部分的薄弱學(xué)校而言，傳感器尚未普及，配置要求確實(shí)太高.但是筆者認(rèn)為我們可以稍加改造，合理地利用該裝置來(lái)說(shuō)明一些問(wèn)題，對(duì)于突破一些教學(xué)難點(diǎn)還是功不可沒(méi)的.

1 不足之處

（1）運(yùn)動(dòng)太快，時(shí)間過(guò)短，來(lái)不及讀數(shù)；

（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧秤會(huì)晃動(dòng)，不穩(wěn)定，無(wú)法精確讀數(shù)；

（3）采用棉線連接，有一定的阻力，不夠靈敏，影響了觀察的效果；

（4）彈簧秤水平放置，視覺(jué)不好，不易觀察.

2 改進(jìn)方案

（1）將彈簧秤改為豎直固定，可以省去一個(gè)定滑輪，減小一些阻力，同時(shí)用尼龍絲（風(fēng)箏線）替代實(shí)驗(yàn)室中的棉線，更為靈敏，觀察效果更好.

（2）在彈簧秤的旁邊固定一個(gè)攝像頭，直接連接電腦，視覺(jué)更好，可以讓全體學(xué)生一起觀察，更有說(shuō)服力.

改進(jìn)之后，如圖2所示，但是仍然不能直接測(cè)量，因?yàn)閺椈沙拥木芏炔粔?，讀數(shù)不穩(wěn)，不能定量計(jì)算，只能定性分析.正是這個(gè)原因，才導(dǎo)致了它的特殊用途.

圖2

3 特殊用途

（1）取一個(gè)小鉤碼（20g）掛上，靜止時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)在0.1N處，釋放鉤碼后，讀數(shù)稍有變化，比0.1N略小一點(diǎn)點(diǎn)，還是在0.1N附近，這點(diǎn)在大屏幕上可以和全體學(xué)生一起觀察到，物理原理是失重不明顯，當(dāng)然在此處教學(xué)不便講明.

（2）取一個(gè)大鉤碼（100g）掛上，靜止時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)在0.5N處，釋放鉤碼后，讀數(shù)變化很大，在0.45N附近，與0.5N相差較大，這點(diǎn)在大屏幕上可以和全體學(xué)生一起清楚觀察到，物理原理就是失重較為明顯.

通過(guò)上面的兩次實(shí)驗(yàn)演示，我們可以較為直觀地說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，掛小鉤碼比掛大鉤碼更為精確，那這有什么用呢？

如圖3所示，我們的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是采用掛小鉤碼，為什么要掛小鉤碼呢，課本上用滿足實(shí)驗(yàn)的條件m?M來(lái)說(shuō)明，但這個(gè)理由不具備說(shuō)服力，要把它講清楚不僅花很多時(shí)間，還會(huì)沖淡實(shí)驗(yàn)探究主題.所以上面的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象再好不過(guò)地說(shuō)明了掛小鉤碼的好處了，這就是我們強(qiáng)調(diào)的“百聞不如一見(jiàn)”，真正看到的才是最有說(shuō)服力的.

圖3

通過(guò)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后，筆者在新課探究中，采用了氣墊導(dǎo)軌和光電門(mén)結(jié)合成功解決了摩擦力和加速度測(cè)量問(wèn)題，對(duì)于實(shí)驗(yàn)條件的講解，本人巧妙地設(shè)計(jì)了利用彈簧秤和攝像頭相結(jié)合的方式，直觀地表達(dá)了掛小鉤碼時(shí)比掛大鉤碼時(shí)的拉力更接近鉤碼的重力這一現(xiàn)象.從而使得本節(jié)課在師生共同努力下非常流暢而高效，不僅讓學(xué)生畫(huà)圖找關(guān)系，同時(shí)也由教師當(dāng)堂用電腦處理數(shù)據(jù)，更科學(xué)地得出了實(shí)驗(yàn)規(guī)律，與學(xué)生共同在一節(jié)課的時(shí)間內(nèi)高效地探究出加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系.課堂中相機(jī)拍攝學(xué)生學(xué)案，電腦處理數(shù)據(jù)，還有實(shí)驗(yàn)操作等等，對(duì)授課教師的動(dòng)手能力要求較高，當(dāng)然有充分的準(zhǔn)備，才有精彩的課堂，才能讓學(xué)生在高效的課堂上學(xué)習(xí).

1 馮蘭.“探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)探析［J］.物理教師，2013（8）.