之,针对“绳子拉力小于砂和桶的重力”这个系统误差进行改进的实验层出不穷,在高考试题中出现过,在某些地方的模拟试题中也有出现,说明物理教师们对这个传统的实验存在的“问题”绞尽脑汁。下面这个装置也是“巧妙的”:Р该装置直接把连接小车的绳子跨过动滑轮,绳子的另一端连着弹簧称,这样不管怎么在桶里加沙,弹簧称的示数直接就是小车受到的拉力。Р这可以称得上是匠心独具的设计,巧妙的直接把拉力读出来。但该装置也存在这样一个问题:弹簧称得读数是否可以稳定地读出来。Р而下面这一个装置,不在绳子的拉力上“做文章”,而在研究对象上“做功夫”:Р该装置中,直接把砝码盘和小车及小车中的砝码作为研究对象,砝码和砝码盘的重力就是这一整体受到的合外力。如果要改变这个整体的合外力,直接从小车上把砝码移到砝码盘上即可,这样就可以保证了作为研究对象的整体(砝码盘、砝码和小车)总质量不变,砝码和砝码盘的重力作为合外力,探究质量不变时,加速度与合外力的关系。这个方法在上述的几个方法中,应该是可操作性较强的,但也有一个小缺点,就是通过移动钩码改变合外力,每次改变的“量”都比较大,不能一点一点的变化,只能验证某些较大改变量的不连续的变量,这是该装置一个缺点。Р以上是对验证牛顿第二定律实验进行改进的几个比较常见,也比较合理的方法,也有一些其他的改变,例如把沙和桶变成水,像以下装置所示的实验:把砂子变成水的共同特点是可以随意的改变外力的大小,改变的区间可大可小,但该装置遇到的问题和传统实验装置是相同的,不能说这是一个改进,只能说只是做了改变。Р从本文所提到的各种改进方法中,可以看到高中物理教师对验证牛顿第二定律这个实验的钟爱,也对该实验进行各种各样的改变,但万变不离其宗,对控制变量法的理解,以及对打点计时器的使用,对纸带的处理和实验原理的掌握,才是实验的根本。那么以后的试题,或者以后的老师会对该实验进行怎样的改变呢,拭目以待!
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