浙江劉家璞對(duì)教材中《探究功與速度變化的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

對(duì)教材中探究功與速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)劉家璞 （北京師范大學(xué)南湖附屬學(xué)校 浙江 嘉興 314051）2在人教版高中物理必修2中，為探究變力做功與物體速度變化的關(guān)系，配套設(shè)計(jì)了一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中使小車(chē)在橡皮筋彈力作用下運(yùn)動(dòng)，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)量小車(chē)的速度，進(jìn)而研究出變力做功與物體動(dòng)能變化間的關(guān)系，得出動(dòng)能定理。但是教材中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的釘子卻擋住了小車(chē)的去路，使實(shí)驗(yàn)不易成功。在浙江省教育廳教研室編寫(xiě)的物理實(shí)驗(yàn)手冊(cè)中對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，采用了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)器材，可是筆者在實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作中也面臨著兩大難題，首先木板的粗糙程度必須處處相同，才能保證小車(chē)下滑時(shí)始終保持一條直線運(yùn)動(dòng)，這樣的長(zhǎng)木板不容易獲得，其次等小車(chē)運(yùn)動(dòng)到釘子旁邊時(shí)橡皮筋從小車(chē)上脫落下來(lái)會(huì)擋在車(chē)輪前對(duì)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)形成影響。為了成功做成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生明白無(wú)論是恒力做功還是變力做功，動(dòng)能定理都是正確的，筆者對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的改進(jìn)。并成功完成了實(shí)驗(yàn)。為了使小車(chē)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，我把木板換成了如下圖所示的軌道，因?yàn)樵诒匦抟恢熊壍佬≤?chē)實(shí)驗(yàn)經(jīng)常做，所以這個(gè)器材一般學(xué)校實(shí)驗(yàn)室都有，這樣只需要增加一個(gè)長(zhǎng)度適當(dāng)?shù)募?xì)繩套就可以了。做實(shí)驗(yàn)時(shí)先將橡皮筋一端穿在小車(chē)的圓孔上，把橡皮筋另一端與細(xì)繩套相連接，再將細(xì)繩套的另一端套在軌道末端的定滑輪處即可，操作時(shí)注意每次增加橡皮筋時(shí)，細(xì)繩套都要套在定滑輪的相同位置，為了操作方便，橡皮筋和細(xì)繩套在連接時(shí)不要打結(jié)。下面是筆者在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的其中一組數(shù)據(jù)：一根橡皮筋：達(dá)到最大速度時(shí)的間隔為2.15cm，兩根橡皮筋：間隔為2.95cm，三根橡皮筋：間隔為3.85cm，四根橡皮筋：間隔為4.35cm，若依照動(dòng)能定理計(jì)算，兩根橡皮筋對(duì)應(yīng)的間隔應(yīng)該為2.152=3.04cm, 三根橡皮筋對(duì)應(yīng)的間隔應(yīng)該為2.153=3.72cm, 四根橡皮筋對(duì)應(yīng)的間隔應(yīng)該為2.15×2=4.30cm,對(duì)比以上數(shù)據(jù)，大家可以看出實(shí)驗(yàn)誤差很小，實(shí)驗(yàn)成功。