基于Phyphox的牛顿第二定律实验改进

基于Phyphox手机App,利用手机的加速度传感器改进牛顿第二定律实验教学,可使教学更具可视化和高效性,有利于提高学生处理和分析图像的能力,促进学生物理学科核心素养的发展。     

“探究加速度与力和质量关系”实验中2个质量的关系

“探究加速度与力和质量关系”实验的基本思路是,通过控制变量法分别探究质量不变时,加速度和外力的关系以及外力不变时,加速度和质量的关系．其中质量和加速度较容易测量,但是对于外力的测量,不同的实验设计,测量的方法不同,对小车质量和重物的质量关系有着不同的要求,需要学生对实验的原理有清晰的认识．     

利用手机Phyphox探究浮筒质量与振动周期的关系

1 问题背景及提出 "曹冲称象"的故事大家都很熟悉,利用等效替代的方法,称量出大象的质量,但测量过程比较烦琐.我们猜想质量一定的小船(含大象),在振动过程中周期为定值.如果能找到周期和质量的对应关系,则称量船体质量,只需用手机Phyphox中的加速度传感器测量周期即可.     

利用MATLAB对“探究加速度与力、质量的关系”实验中m、M取值的探讨

本文利用MATLAB画出图像,对"探究加速度与力、质量的关系"实验中m、M的取值提出探讨,并得出结论。     

《探究加速度与力、质量的关系》教学实验方案设计

<正>《牛顿第二定律》是动力学的核心规律,是牛顿运动定律的重点和中心内容。加速度与力、质量的定量关系规律———《牛顿第二定律》,需要在探究加速度与力、质量的定量关系的实验成功的基础之上总结得出,才是顺理成章、水到渠成的结论。普通高中新课程标准实验教科书物理(必修1)第四章第二节———《探究加速度与力、质量的关系》的实验方案,教科书提供了两个参考方案:(一)用悬吊重物的方法同时拉光滑水     

对M＞＞m的理解

例1在“研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中,甲、乙两实验小组引进“位移传感器”、“力传感器”,分别用如图1、图2所示的实验装置进行实验,重物m通过细线跨过滑轮拉质量为M的小车,     

“探究加速度与力、质量的关系”实验的探究

现用普通高中课程标准实验教科书《物理》必修1（人教版）第4章第2节实验“探究加速度与力、质量的关系”中,关于怎样测量（或比较）物体的加速度时提到：在这个实验中也可以不测量加速度的具体数值,测量不同情况下（即不同受力时,不同质量时）物体加速度的比值就可以了．怎样测量加速度的比值呢？     

基于Phyphox软件的实时可视化实验设计——以“超重和失重”为例

基于智能手机Phyphox软件及它提供的实验编辑器,编写了一个超重和失重实验程序,将作为研究对象的手机受到的拉力及其加速度的数据实时可视化,用图像形式完整保存实验数据,帮助学生理解发生超重和失重现象的条件。利用实时可视化超重和失重实验程序做实验,实验现象明显、实验仪器简单、实验成本低,并且还可以突破实验场地的限制。     

基于物理核心素养立意的课外实验设计——以“利用智能手机估测机动车的加速度”为例

利用实验仪器测量物体加速度的方法,很少能将其运用在生活中.随着科技的发展,智能手机早已在我们生活中普及,随着手机硬件和软件的功能升级,我们也可以利用手机这样的便携智能工具估测生活中机动车运动的加速度.本文结合教学实践提供两个实用方案.     

分解法解决绳牵连模型中加速度问题的尝试

绳牵连模型是高中物理教学中的一个难点,很多老师都对这类问题进行了研究探讨,并根据研究结果发表了有关绳牵连问题各个方面的文章,但大多数文章好像都在刻意回避绳牵连模型中的加速度问题.即使部分教师在文章中提到了加速度问题,也都无一例外地选择了高等数学中"位移二阶导数等于加速度"的思路.笔者认为绳牵连模型中加速度的问题完全可以通过高中物理中运动的合成分解的方法来解决.下面     

船舶动力定位系统的加速度反馈控制

以某一驳船为例,应用Fossen教授提出的状态观测器设计,在PID控制系统中加入加速度反馈项,选取两个典型环境力方向角度60°和90°,分别设置不同的加速度增益值进行研究,比较加入加速度反馈项对定位能力的影响并讨论选取最优增益值。通过数值模拟分析得出,90°时定位精度较差。在同一迎浪角度时,随着增益值从0不断增加,定位精度不断提高;如果增益值一直增大,定位精度反而下降,选用适当的加速度反馈增益可以大大增加装有动力定位的浮式结构物的定位能力。引入加速度反馈这一方法特别适合本身质量很小的结构物,对外干扰力的不那么敏感,从而提高动力定位精度。     

基于手机惯性传感器的向心加速度演示教学

基于智能手机中加速度计、陀螺仪与同步采集数据软件,同步获得加速度与角速度的数值。使用数据分析软件进行分析,可得到加速度正比于角速度平方的结论。改变不同的旋转半径,获得加速度正比于旋转半径的结论,从而通过实验获得向心加速度的公式。     

关于速度、加速度与位移之间标量关系的探讨

在不同几何空间中讨论了速度、加速度与位移三者之间的标量关系,对于加深物理概念的理解具有帮助作用.     

连接体的平衡

两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体,它们存在着位移、速度和加速度等物理量的关系.教材中典型的探究牛顿第二定律实验,小车与盘及盘中重物就构成了连接体,它们的位移、速度和加速度关系明了简单.为了发展学生潜能,有人就编成了其他形式的连接     

以“整体”为研究对象是否能验证牛顿第二定律

在验证牛顿第二定律的实验中,很多教师都会介绍这样一个拓展实验,如图1所示,将小车与重物组成的整体作为研究对象,通过小车与砝码盘之间砝码的转移来研究整体的合力与加速度之间的关系,那么这种方法的依据是什么？是否合理呢？先来回顾一下以小车为研究对象的实验,在实验中认为绳的拉力等于重物的重力,即T=mg,但由于加速度的存在,受力分析应如图2所示。     

创新实验教具 优化课堂教学——以“气体的等温变化”为例

以“气体的等温变化”为例,讨论创新实验设计在课堂教学中的应用,通过改进气球膨胀实验、创新设计“U”形水管实验和压强传感器实验、创新应用Phyphox手机实验等方式,优化课堂教学。     

加速度教学研究

加速度是高中物理的一个基本概念,很重要。教师要从不同的角度和学生一起研究加速度,采用多种方法进行教学,使学生不仅能够清晰地认识到加速度的存在,而且,多个器官参与学习,提高学习能力。这样能够减轻各个器官的负担,提高学生学习的效率。可以用比较的方法和摆事实的方法教学疑难点,使学生通过比较辨明是非,用事实确立概念。     

探究加速度与力、质量的关系——关于实验中平衡摩擦力问题有待商榷

所有教参中对于人教版《物理》第二节“实验探究加速度与力、质量的关系”中的平衡摩擦力问题都一致认为：1．需要对小车平衡摩擦力;2．不管小车总质量是否变化,车的重力沿木板向下的分力始终与摩擦力平衡,不需要重新平衡摩擦力。但本文作者与学生一起做学生实验时发现．当小车总质量发生变化时,小车的重力沿木板向下的分力与摩擦力不再平衡。作者对此进行了研究．与大家一起探讨。     

对同一问题两种错解的辨析

图1是一常见的"绳连体"力学模型(绳的总长不变)。针对这一模型,就"重物的加速度"的问题,笔者发现有a_物=a_车cosθ和a_物=(1+cos~2θ)/(2cosθ)a_车这样两个不同的结论。可以肯定地说,这两个结论都是不正确的。     

验证“阿基米德原理”五法

著名的“阿基米德原理”是“浮力”一章的重点知识之一 .要使学生牢固掌握这条重要的原理 ,做好探索“阿基米德原理”的实验是关键 ,下面介绍五种常见实验验证阿基米德原理的方法 .一、弹簧秤称量法器材　弹簧秤、重物、细线、小桶、水、溢水杯等 .步骤　如图 1 ( a)～图 1 ( e)所示 .( 1 )在溢水杯中装满水 .( 2 )用弹簧秤称出小桶所受的重力 G1.( 3)用弹簧秤称出重物所受的重力 G.( 4)用弹簧秤测出重物浸没在水中时的读数 F .( 5)用弹簧秤称出盛接了水后的小桶所受的重力 G2 .( 6 )计算重物所受水的浮力 F浮 =G- F .( 7)计算被重物排开的水重 G排 =G2 - G1.可得结论　F浮 =G排 .图 1二、量筒测量法器材　量筒、水、弹簧秤、重物、细线等 .步骤　如图 2 ( a)～图 2 ( c)所示 .( 1 )在量筒中装入适量的水 ,体积为 V1.( 2 )用弹簧秤测出重物所受的重力 G.( 3)用弹簧秤测出重物浸没在量筒里的水中时的读数 F ,同时记下此时水面所在处的刻度值 V2 .( 4)计算重物所受水的浮力 F浮 =G- F (5)计算被重物排开的水重为G排 =ρ...