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一設(shè)計(jì)原理

實(shí)現(xiàn)同一實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)可以有多種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，教材中提供的方案有時(shí)也不一定是最好的一種，而只是眾多方案中比較可行的一種。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)該因地制宜。特別是隨著新課標(biāo)的實(shí)施，尚無(wú)現(xiàn)成儀器購(gòu)買的情況下，往往需要自己設(shè)計(jì)制作一些實(shí)驗(yàn)。如何優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，提高實(shí)驗(yàn)的可行性，是我們必須考慮的問(wèn)題。

實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一系列原則。例如：正確性原則，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該能夠真實(shí)地反映客觀規(guī)律，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹？梢曅栽瓌t，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)該現(xiàn)象明顯，直觀。簡(jiǎn)便性原則，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該操作簡(jiǎn)便，操作不能太費(fèi)時(shí)費(fèi)力，實(shí)驗(yàn)裝置不可過(guò)于繁雜，各量盡量簡(jiǎn)便易測(cè)。精確性原則，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的誤差我們無(wú)法消除，但是我們可以想辦法減小，減小實(shí)驗(yàn)誤差以便更好地探究客觀規(guī)律。經(jīng)濟(jì)性原則，因地制宜選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)現(xiàn)成材料或者學(xué)校當(dāng)?shù)啬芊奖惬@取的材料。考慮材料的成本因素。安全性原則，包括人身和器材的安全，環(huán)境安全。設(shè)計(jì)方案應(yīng)該盡量避免對(duì)操作者產(chǎn)生人身危害的可能性，設(shè)計(jì)方案也應(yīng)該考慮到器材的安全，怎樣達(dá)到在實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡耐瑫r(shí)減少材料的耗損，

二設(shè)計(jì)方案

探究橡皮筋對(duì)小車做的功及小車獲得的速度的定量關(guān)系。首先在材料的選擇上，我們改用了P2108型斜面小車這套儀器，斜面小車的實(shí)驗(yàn)早在十幾年前的教材中出現(xiàn)過(guò)，因此，不少學(xué)校實(shí)驗(yàn)室有，不必另行定制或購(gòu)買。并且這套儀器中配備的木板一側(cè)表有刻度，正好滿足實(shí)驗(yàn)需求。木板表面也較為平整，摩擦力不會(huì)很大。實(shí)驗(yàn)中改變橡皮筋的條數(shù)來(lái)改變做功的數(shù)量，當(dāng)橡皮筋條數(shù)成倍增加的同時(shí)，所做的功也成倍增加。這一設(shè)計(jì)雖然避免了對(duì)功的測(cè)量，但是要求各條橡皮筋做功一致，對(duì)實(shí)驗(yàn)中所使用的橡皮筋有一定要求。市售的肉色橡皮圈彈性不一，不能控制功成整數(shù)倍增加。日常在衣褲中使用的圓形或者變形橡皮筋彈力太足，當(dāng)橡皮筋條數(shù)多時(shí)，小車速度將很快，實(shí)驗(yàn)不平穩(wěn)，小車易摔壞，紙帶上打點(diǎn)較少，不便測(cè)量。另外，橡皮筋較粗，與釘子和小車相連后很難控制各條橡皮筋長(zhǎng)短一致，只有長(zhǎng)短一致，才能使其做功一致。因此我們可以采用市面上用細(xì)橡皮筋，跟松緊帶中抽出的橡皮筋差不多，能夠很好滿足實(shí)驗(yàn)要求。用回形針來(lái)連接木板上的釘子和小車，操作簡(jiǎn)便，回形針采用同一模型制作，形狀長(zhǎng)短基本一致，這樣可以使橡皮筋加上兩頭回形針總長(zhǎng)度基本一致。

操作要領(lǐng)，實(shí)驗(yàn)中需控制橡皮筋加兩頭回形針長(zhǎng)度一致，橡皮筋伸長(zhǎng)長(zhǎng)度一致，實(shí)踐證明控制橡皮筋跟回形針總長(zhǎng)約30cm，伸長(zhǎng)20cm左右比較好。由于小車與木板有摩擦，橡皮筋釋放后，小車并不做勻速直線運(yùn)動(dòng)，我們可以在木板下墊一本每人都有的物理教科書，移動(dòng)書離木板一端的距離可以調(diào)節(jié)斜面傾角，達(dá)到平衡摩擦力的要求。調(diào)節(jié)斜面傾角，讓小車在斜面上自由滑行，打點(diǎn)，當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)之間間距基本一致時(shí)，說(shuō)明小車做勻速運(yùn)動(dòng)，已經(jīng)平衡了摩擦力。橡皮筋和回形針的連接法見圖，這樣連接可以控制長(zhǎng)度一致，打結(jié)過(guò)程中往往會(huì)改變橡皮筋預(yù)想的長(zhǎng)度，減少打結(jié)機(jī)會(huì)也就是減少誤差產(chǎn)生機(jī)會(huì)。紙帶在移動(dòng)過(guò)程中應(yīng)盡量減小與限位控的摩擦，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將卷曲的紙帶用手刮平整，紙帶不要斜拉。為了提高實(shí)驗(yàn)精度可以在同一實(shí)驗(yàn)條件下多打幾條紙帶取平均值。紙帶上點(diǎn)的選擇，應(yīng)該選擇連續(xù)的點(diǎn)與點(diǎn)間距最大并且?guī)缀跸嗤囊欢巍?/p>

數(shù)據(jù)的處理。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理可以借助Excel，使用圖表向?qū)У玫焦εc速度關(guān)系圖，在添加趨勢(shì)線對(duì)話框中逐次嘗試一次函數(shù)，二次函數(shù)等類型。避免了手工數(shù)據(jù)處理的繁雜，能較快得到結(jié)論。

三數(shù)據(jù)記錄：

實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

w2w3w4w5w6w

位移S（cm）7.4510.8013.1515.0016.8018.40

V(m/s)0.7451.0801.3151.5001.6801.837

V2(m/s)20.5551.1661.7292.252.8223.375

Yyhsprincess2004@

13336625282