D IS 实验用于弹簧振子简谐运动的教学研究

在高中物理教学中,DIS实验变得越来越重要,本文介绍了用DIS实验观察弹簧振子在竖直方向上的振动情况,通过实验操作、观察分析、数据处理,阐明弹簧的弹力与回复力之间的关系,并计算出弹簧劲度系数κ的值,使学生更加直观地理解不同弹簧有着不同的劲度系数。笔者通过对弹簧振子的传统实验以及DIS实验的对比,不仅验证了竖直方向上形变量与回复力成正比,还对实验进行了改进与创新,总结出了使用DIS实验的优点。     

改进“ 探究弹力和弹簧伸长的关系”实验

传统教学上的“ 探究弹力和弹簧伸长的关系”实验所得到的弹力与弹簧伸长的关系图像不够准确, 得 到的结论牵强附会. 本文介绍利用力和位移传感器改进实验, 方便准确, 结论具有说服力     

基于微控单元的胡克定律实验改进装置

利用自制的基于89C51微控单片机的胡克定律演示实验装置对传统的胡克定律演示实验进行了改进,改进后的实验装置用超声波精确测量弹簧的长度,在显示屏上能够直观地显示出实验温度和弹簧的长度,进而确定形变量及弹簧的弹性系数。与传统演示实验装置相比,该装置具有操作简单、直观性强、实验测量结果精确等优点,不仅可以作为教具用于课堂演示,而且可为弹簧系数的测量提供一种新的方法。     

洛伦兹力演示仪

对新课标中"洛伦兹力演示仪器"进行了改进,改进后的装置能够探究洛伦兹力F与磁场B、带电粒子q以及带电粒子运动速度v之间的关系,借助激光器能让学生更好地看到带电粒子所受洛伦兹力的情况、演示装置结构简单,操作方便,演示效果好,能提高洛伦兹力的课堂教学质量,激发学生学习兴趣.     

橡皮筋弹力与伸长量的关系及橡皮筋材料疲劳的影响因素探究

设计了实验装置,探究了橡皮筋弹力与伸长量的关系以及橡皮筋材料疲劳的影响因素.通过拉伸实验,发现橡皮筋的弹力和伸长量并非成严格的线性关系.定量研究了橡皮筋在相同拉伸幅度下疲劳程度与拉伸次数的关系,以及在相同拉伸次数下疲劳程度与橡皮筋拉伸幅度的关系.     

演示记忆合金弹簧的形状记忆效应的实验设计

设计了测试记忆合金弹簧的形状记忆效应的物理实验.描述了实验装置的设计和结构,给出了实验内容的设计和实验方法,包括观察测试记忆合金弹簧的温度-形变记忆效应实验和电流-形变记忆效应实验.根据测量数据,描绘了用该仪器得到的温度-形变曲线和电流-形变曲线.该实验可作为设计性实验在大学物理实验课中开出.     

对“探究功与速度变化的关系”实验的分析及改进

人教版普通高中课程标准实验教科书《物理.必修2》在"探究功与速度变化的关系"的实验中,采用的是橡皮筋的弹力做功使小车获得动能,以探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系,如图1.该实验精妙之处就在于回避了功的计算.橡皮筋的弹力做功是变力做功,不能用功的公式W=Fscosα计算.但在位移相同的情况下,如果一条橡皮     

测量弹簧弹性系数实验装置的改进

基于超声波测距和杠杆放大原理精确测量弹簧弹性系数。该装置使用超声波测量系统来精确测量利用杠杆原理放大后的弹簧的伸缩长度,采用换轮组向上竖直拉弹簧的方式来消除弹簧重力对实验的的影响,从而精确确定形变量及弹簧的弹性系数。该实验装置是一种精确测量弹簧弹性系数的新装置,具有测量误差小、操作简单、直观性强等优点,不仅可以用作为精确测量弹簧弹性系数的装置,而且也可以用作教学演示装置用于课堂教学,激发学生对物理实验的兴趣。     

双缝干涉测波长实验的改进

针对人教版教材中"双缝干涉测波长"的实验存在的不足,对传统装置进行了改进.改进的实验采用激光作为光源,实验现象可以直接在光屏上观察和测量,实验操作简单、误差小.利用该装置还可以探究相邻亮条纹的间距Δx与光波波长λ、双缝间距d、光源到屏的距离L之间的关系;该实验装置还可以演示泊松亮斑、单缝衍射、小孔衍射等实验,实验现象明显.     

物理测量仪器中的“一一对应”

学生最常用的热学测量仪器水银温度计、力学测量仪器弹簧测力计、电学测量仪器电流表,它们的基本原理各不相同,但有一个共同的特点（此特点是什么呢？尝试让学生回答）,即两个物理量一一对应：水银温度计中水银柱的长度L与水银的温度t、弹簧测力计中弹簧的弹力F与弹簧的形变量x、电流表中指针的偏转角度与流过电流表的电流I．     

旋转弹簧的长度

建立了套在光滑旋转金属杆上圆柱形弹簧模型.运用微元分析法,得到了弹簧形变量的微分方程,并求得了表达式.实验验证了弹簧总长度与旋转角速度的关系式.     

描述简谐运动轨迹实验的改进方案

针对人教版选修教材中简谐运动实验中的不足,对该实验装置进行了改进.改进后的实验装置在弹簧振子两端加2个滑环,并用铁丝穿过滑环,以防止弹簧振子在振动过程中旋转,且可以减小摩擦;同时又用磁性笔代替绘图笔,由慢速电机(旋转可调)牵引磁性黑板,以实现描述弹簧振子的运动轨迹的目的.     

弹簧振子实验方法的运用和改进

对弹簧振子振动周期经验公式的实验拟合中所用的实验方法进行了总结,对部分实验方法和实验装置进行了改进。     

探究弹簧自重对形变量的影响

在理论上,用2种方法研究了弹簧自重对形变量的影响,并用简单实验对该结论进行了论证,最终得出弹簧自身重力作用产生的形变量为x=G/2k的结论.应用该结论对习题进行了修正.     

共振演示实验的纰缪与装置的改进

针对高中物理教科书中共振现象的演示实验装置存在着纰缪,在大学物理实验弹簧振子的受迫振动仪的基础上改进了共振实验演示装置。装置由T形支架下的弹簧和小球组成振动系统,通过比较浸没在水中的小球的固有周期和转动圆盘出现最大振幅时的周期,进而得到二者频率的关系,即共振产生的条件.     

对“探究功与速度变化的关系”实验的分析与改进

“探究功与速度变化的关系”是高中物理中重要的力学探究性实验,传统的实验装置存在较大的系统误差,导致无法获得比较精确的实验数据;此外,通过分析本实验的许多改进方案,发现仍然存在仪器成本高、操作流程复杂等方面的缺陷.因此本文采用光电门、带有刻度的斜槽装置对该实验方案进行改进.改进后的实验装置具有操作简便、相对误差小等优点,为学生对动能定理的理解奠定良好基础.     

利用多普勒效应实验仪器研究垂直简谐振动测量方法的改进

利用多普勒效应实验仪器测量垂直简谐振动的周期和频率实验中,对传统测量方法进行了改进,测量接收器悬挂弹簧后再加挂砝码时的弹簧的伸长量.采用2种方法进行实验,测量结果表明改进后的方法误差更小、更精确.     

水平方向简谐振动的DIS实验

针对教材中简谐振动的DIS探究实验的不足,对实验进行了改进.首先,用小车做弹簧振子,并利用滑轮连接砝码,以减小摩擦力,同时以静止时小车的状态为平衡态,以解决弹簧被压缩变形的问题,实验还通过DIS实验系统采集数据,由此可以得到各个物理量间的关系.     

应用“探究加速度与力、质量的关系”装置验证机械能守恒定律的思考

文献[1]介绍了近几年高考中以"探究加速度与力、质量的关系"装置为基础的6个探究性实验.赏析了这些实验的探究思想,充分认识这个力学实验中探究性实验的代表.受到作者的启发,笔者结合实际教学谈谈在高三一轮的复习中利用这一装置验     

这样的系统误差消除法不妥

文献[1]在探究关于F,m,a三者之间的关系时,如何准确知道对小车的拉力问题,提出了对实验的改进方法,原文如下.实验器材:打点计时器,小车,小沙桶,沙,一端附有定滑轮的长木板,弹簧测力计,动滑轮,铁架台.实验原理:如图1所示.