“摩擦与热”DIS实验的设计

“摩擦与热”DIS实验的设计

物理论文

“摩擦与热”DIS实验的设计

上海市延安中学 周双雯 指导教师 吴 强

[摘要]

上海市中学物理学科二期课改中，物理实验采用了新的方法---DIS实验方法，使得物理实验不再只是徒手记录数据，而是采用信息化的数据采集器，这样取得的数据较为精确，形象逼真，便于进行深入的学习研究。但是，我发现，现有配备的DIS实验器成功率不高；精确度也不够，有时甚至事与愿违；容易造成对科学怀疑，不利于学习。我想自己来设计，运用身边现有的LEGO玩具来做，可以真正达到掌握和理解的目的。

本文以中学物理高一实验“摩擦与热”为例进行研究；选择的理由是该实验原理相对简单，DIS实验容易成功，并且其图象在脑子里有容易形成概念，易于发现问题。实验中，我比照相同的实验材料，相同的扫描速度等条件，分别进行实验；历时一周，共获取近10000个数据进行分析；并聘请上海冶金所专家进行材料的选择和实验方法的改进；最后，使用LEGO玩具来做DIS实验，在方式方法上利于学生动脑，开展想象，自行设计，使实验真正成为学生的实验，使每位同学都能参与其中，进行拓展研究，并锻炼各种能力，使课堂活跃。同时，设备简洁，精度更高；在操作的上简单、易于控制；在信息技术整合上更完善；界面更亲近，设备更具人性化；由于有实验目的，实验中还学会了ROBOLAB图形化编程，拓展了学科知识，符合二期课改的要求。

我们用这种方法做了另外几个实验，结论也一样；特别是动能及动能定理等有的实验，现有的DIS实验器材不容易做出来，而用LEGO玩具却可以完成。 本文还对DIS实验器的改进提出了可行的方案和实践。 创新点：

1.用LEGO玩具来做物理实验，并且做DIS实验，创造了一种新的“玩”的方法和实验方法；

2．运用ROBOLAB图形化编程技术进行实验控制，实现了数据与图形的采

集和绘制，使实验具有可控性和事后分析提供了依据。

[关键词] LEGO玩具 ROBOLAB图形化编程 DIS实验 物理学 一、实验背景：

新教材高一第二学期课本安排了“摩擦与热”的DIS实验，其内容如下：18世纪末19世纪初，科学家通过摩擦生热的实验，把物体内能的变化与机械运动联系起来。用DIS实验器研究“摩擦与热”的关系。

LEGO玩具简介

LEGO组件包括：结构与建筑系列，动力机械系列，气动力学系列，eLAB能源系列，控制实验室系列，ROBOLAB机器人系列。(详细介绍请参阅doc.docsou.com网站。)

这里只对ROBOLAB机器人系列作简介。ROBOLAB机器人系列主要包括RCX-

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