基于DISLab的对弹性片振动周期影响因素的改进探究_初中学习网-人民教育出版社人教版部编同步解析与测评答案-电子课本资料下载-知识点总结学习方法与技巧补课解题技巧学习计划表-人教网-初中试卷网-中学学科网

随着现代信息技术的发展，信息技术手段与传统物理实验的有效整合的迫切要求催生了一系列新的研究成果，DISLab就是最具代表性的成果之一。笔者运用DISLab探究弹性片振动周期的影响因素，借助其强大的数据自动采集和智能化处理功能，取得了很好的效果。
    1实验器材及其组装
    实验器材：朗威DISLab（数据线、电源线、数据采集器、磁传感器、微电流传感器）、电脑、小试管、铜漆包线、钢尺、铁架台、强磁铁块四块、台虎钳。

    器材组装：如图1所示，用台虎钳将钢尺水平夹紧，钢尺作为弹性片，并在钢尺近端点处吸附强磁铁块。然后，将磁传感器固定在铁架台上，并通过数据采集器与电脑连接，作为第一组探测仪器。另外，在小试管的近开口端绕5匝漆包线，磨去两端的漆皮，用胶带与小试管粘牢，两端与微电流传感器连接，作为第二组探测仪器。
    2实验探究过程
    1）实验过程
    ⑴探究质量对弹性片振动周期的影响
    控制其他因素不变，尤其是保持弹性片长度不变，通过增加钢尺上磁铁块的数目来改变弹性片的质量。
    方法一：先将一块磁铁块吸附在钢尺近端点处，当钢尺静止时，使传感器的探测端正对钢尺上的磁铁块。开启数据采集器和通用软件，采用“示波”显示。将钢尺摆向一边，点击“开始”按钮，然后放手，使钢尺振动，得到磁传感器探测端处磁感应强度随时间变化的曲线（如图2所示）。记录多个振动周期，取平均值。

    逐渐增加磁铁块的数目，每增加一块，重复一次上述操作。最后，利用所得数据做出磁铁块数目（代表质量）和振动周期的关系图。
    方法二：将“方法一”中的磁传感器换成绕有漆包线的小试管，使试管口正对静止时的磁铁块。漆包线的两端与微电流传感器相连，采用“示波”显示。重复“方法一”中操作，得到线圈中感应电流随时间变化的曲线（如图3所示）。逐渐增加磁铁块数目，记录实验数据，并将实验数据与“方法一”中数据进行比较。

    ⑵探究弹性片的长度对其振动周期的影响
    钢尺的质量保持不变，改变伸出长度。重复上述⑴中步骤，记录实验结果。
    2）实验数据测量原理及处理结果
    弹性片的振动是阻尼振动，振动时间短，频率高，常规的计时方法难以准确测得其振动周期。上述方法借助DISLab特有的动态波形数据采集功能，通过相应的磁感应强度及感应电流的周期性变化图像测得弹性片的振动周期，通过易测量获得难测量，轻松突破了操作难点。并且通过图像的实时显示来展现整个物理过程，引导学生从“陌生”的图像中找规律，有效的训练他们的探究能力。
    数据处理：
    ⑴保持弹性片长度不变，改变其质量（见表1，图4）

    表1只改变磁铁块数目的实验数据     弹性片长度23cm

    实验结果：弹性片的振动周期与其质量有关。当摆长一定时，弹性片的质量越大，振动周期越大。由图4可见，两种实验方法都表明，在一定范围内，它们近似成正比例关系。
    ⑵保持弹性片质量不变，改变其长度（见表2，图5）

    表2只改变弹性片长度的实验数据弹性片上吸附4块磁铁块
    实验结果：弹性片振动周期与其长度有关。当弹性片质量一定时，弹性片的长度越长，振动周期也越长。由图5可见，两种实验方法都表明，在一定范围内，它们近似成正比例关系。
    3总结
    探究弹性片的振动规律是对简谐振动的拓展，训练学生运用已有知识解决新问题的能力，在实验操作中体验探究的乐趣。同时，通过DISLab的使用让学生体验到信息技术的优越性，有利用提高学生的信息素养。
    DISLab是一种集多类型传感器、多通道数据采集器、多样化自主操控平台以及强大的函数图像处理功能于一体的实验系统[2]，为我们对物理现象进行多视角的研究提供了多元化的研究手段和途径，也就决定了它具有多方面的拓展性，这已成为物理实验教学的重要研究课题。在实际教学活动中，我们要勤于思考，勇于创新，努力研究DISLab与传统仪器以及自制仪器的有效整合途径，充分开发其多元教育教学功能，使之能够更好的为教学服务。 (责任编辑：admin)

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