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1、2022年DIS在高中物理实验教学中的辅助功能 张慧儿 摘要：随着科技的不断进步，现代教化技术有了长足发展。由计算机、物理数据采集仪、传感器、应用软件等组成的数字化信息系统（DIS）是一个完整的现代教化技术平台。利用它多类型的传感器、多通道的数据采集器、多样化的自主操控平台以及强大的数据采集，可以解决传统试验难以解决的问题，完成常规仪器难以完成的试验，难以验证的公式、定律，提高了测量精度和教学效果。本文就传感器在物理试验教学中的应用绽开，以验证机械能守恒定律为例说明DIS试验在中学物理试验教学中的协助功能。 关键词：传感器;验证机械能守恒;高考试题 中学物理新课程标准中明确要求：中学阶段的物理
2、课应当更加关注学生对科学探究的理解，提高在科学探究过程中的学习质量和科学探究的实力。基于DIS的探究试验是学生主动探究的学习方式，让学生通过运用不同类型的传感器收集、分析和处理数字化信息来体验学问的产生和创建过程，进而学会学习，有助于培育学生分析问题、解决问题的实力。 一、传统试验特点 在中学物理试验室里，这个试验主要运用的仪器是打点计时器协作纸带重物完成，试验原理比较简洁，如何让学生既明白试验原理及处理数据的方法，又在课堂上得出多组数据让试验结果更有劝服力呢？传统教学有几种处理方式：（1）课堂上先由理论得出结论（有的干脆得出结论），并学会运用定律，老师再另找一个课时用试验验证重物在自由下落过
3、程中的机械能守恒。这种方法体现不出试验出真理的学科特点。（2）在课堂上给学生一段时间进行试验探究，得出结果后再用理论进行验证。这种方法看起来特别完备，但在操作过程中时间拖拉很严峻，麻烦的是试验数据的处理，试验操作部分不到一分钟（重物下落本身很快），但试验后的数据处理却须要至少非常钟，对于不能运用计算器计算实力不强又简单出错的学生来说，试验结果的得出既慢又不精确，假如须要多次测量，多次反复计算得出结论在课堂上是不符合实际的，得不出正确的结果。 二、利用DIS试验进行协助教学 假如我们利用DIS试验进行这个试验，就能克服数据处理的困难。我们依据教学试验的要求，组合成适合自己教学须要的试验装置，对“
4、验证机械能守恒定律”一课中的探究试验，利用DIS试验系统对软件重组了装置，真正充分利用了DIS试验的快捷、便利，达到提高课堂教学效率、调动学生探究试验的热忱的目的。详细方法有： 1、利用自由落体验证机械能守恒定律。 试验器材：光电门传感器（2个），长金属板轨道，瘦长形圆柱体重物1个。 试验步骤：（1）按上图把仪器装备好。（2）让重物从静止起先下落，竖直地经过两个光电门传感器。（3）事先在计算机里的相应软件上设计好试验公式，由计算机对试验数据进行处理。（4）重复前面步骤进行多次测量。（5）依据处理结果进行分析，得出试验结论。 试验优点：这个试验仪器很简洁，操作不困难，最大的特点是借助计算机进行数
5、据整合处理，特别便利，避开人工处理的不精确性，省时省力，把学生的留意力集中在试验过程及结果分析方面，学生兴致特别高，可以进行多数次的验证，这一方法能让学生把对数学处理的恐慌降到最低，激发学习物理的热忱。 留意事项：须要细心。如重物下落时务必保持竖直，否则简单撞到光电门。再者，重物选择圆柱体，在下落时要平动、不倾斜。否则简单使光电门测到的遮光长度比直径长，那么测得的瞬时速度就会偏大，增加的动能也偏大，这就是表格中会出现增加的动能比削减的重力势能大的缘由。在传统试验中，这是不行能出现的。 2、利用透亮直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律。 试验的简易示意图如下，当有不透光的物体从光电门间通过时，光
6、电计时器就可以显示物体的挡光时间.所用的光电门传感器可测得最短时间为0.01 ms.将挡光效果好、宽度为d=3.810-3 m的黑色磁带贴在透亮直尺上，从肯定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门.某次测得各段黑色磁带通过光电门的时间ti与图中所示的高度差hi，计算并比较1点与各点之间的势能改变大小 Mghi 与动能改变大小Ek，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示.（取g=9.8 m/s2，注：表格中M为直尺质量） 3、利用摆锤的下摆验证机械能守恒定律。 试验方法：用如下图所示的装置） 让摆锤自然下垂，视察摆锤的质心是否与标尺盘的圆弧边缘处于同一水平线，否则要对摆锤的系线进行伸缩调整。将光电
7、门置于标尺盘的D点，此时间电门的接收孔应当与标尺盘的圆弧边缘处于同一水平线，将摆锤置于A点并释放，通过D点的速度记录在表格中。光电门置于B点，其接收孔位于B点的延长线上。测量B点的速度，点击“数据计算”，得到各点的数据。将光电门先后置于D、C、B点，分别测量计算各点的势能、动能和机械能。计算并比较钢球在释放点和D点之间的势能改变大小Ep与动能改变大小Ek，就能验证机械能是否守恒。 释放时留意手法要轻，不要让摆锤释放器发生移动。提高摆锤的释放高度，进一步验证动能、势能的关系。各点的势能和动能可以转化，但总的机械能不变。 志向的试验结果：机械能基本一样。 4、利用气垫导轨验证机械能守恒定律，试验装
8、置示意图如图丙所示，从与光电门连接的数字计时器（图中未画出）上读出挡光条通过光电门1和光电门2的时间t1、t2，用天平测量出滑块和挡光条的总质量M及托盘和砝码的总质量m，用游标卡尺测量出挡光条宽度l，从导轨标尺上读出两光电门之间的距离L，则滑块通过光电门1、2时系统的总动能分别为Ek1=12（m+M）lt12，Ek2=12（m+M）lt22，而系统重力势能的削减量Ep=mgL，假如Ep=Ek2-Ek1，则验证了机械能守恒定律. 三、总结与反思 在实际纸带的计算中测量数据都是随机的，计算量较大，假如用计算机和传感器这个工具，会使学生的数据运算量大大减小，也使数据比较变得简单，试验过程和结果的显示
9、上形象直观，有助于学生快速、精确地理解物理概念，也有更多的时间来对试验进行思索和改进。这是物理与信息技术的结合。应用计算机和传感器处理数据是新课标教材中体现的一个倾向，体现新课程的教化教学理念，也体现了DIS在物理试验教学中的协助功能。DIS将数字化信息系统与中学物理试验教学进行整合，克服传统试验仪器的各种弊端，胜利开启物理试验教学的数字化时代，实现了数字化 信息系统与传统物理试验的有效整合与超越。在教学过程中，我们应当充分发挥信息化试验的教学功能，将DIS试验教学系统运用到中学物理试验教学中，增加学生的探究爱好，提高学生的信息化试验探究实力，构筑信息化、高效化的物理课堂。 参考文献 1余雪妹
10、.中学物理DIS试验和传统试验整合初探.物理教学探讨，2022年第9期上半月 2孟小兵.DIS技术与传统试验的结合机械能守恒定律的试验教学J.物理教学探讨，2022，29（9）：5355. 3張金权.DIS数字试验系统与物理探究教学整合的策略J.物理教学探讨，2022，31（11）：5659. 猜你喜爱 高考试题传感器 DEP推出量产内燃机传感器可提升效率削减排放中国电子报2022-10-24跟踪导练（三）2时代英语高一2022-03-13工业互联网引发传感器产业革命中国计算机报2022-11-12新课标下高考试题的高观点背景动向初探及建议考试周刊2022-09-15高考地理易错试题的个案分析
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