用图象表达探究结果

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  随着高中新课程的实施,在物理教学过程中,探究成为物理课堂教学的主要方式,《普遍高中物理课程标准(实验)》把“科学探究及物理实验能力要求”作为内容标准的重要部分,并就科学探究的七个要素提出了具体的要求,其中对“分析与论证”的要求是“对实验数据进行分析处理”,“尝试根据实验现象和数据得出结论”,“对实验结果进行解释和描述”。在高中探究实验中,多数情况需要定量的测量,测量必然会得到一系列的数据,通过各变量间的数据,利用图象可以清楚直观地表示两个量之间的数量关系,是探究实验及研究问题中常用的处理数据的方法和结果呈现方式。图象可直观而明确地展示事物的形态、结构、特性及变化规律,显示研究对象发展变化的规律性和特殊性,能给读者以真实感、立体感。一些有明显变化趋势的数据,图象坐标应用得当,能收到事半功倍的效果。物理规律可用一个因变量与一个自变量的关系画图象来表达;有些物理规律(或实验结果)可用一个因变量与几个自变量之间的关系来表达,必须采用控制变量法逐一研究,画出因变量与每一个自变量的图象,得出因变量与每一个自变量的关系,再把它们的关系进行综合,形成总的关系。
  本文以“探究加速度与力、质量的关系”为例,介绍用图象来表达探究的结果。
  
  一、加速度a与物体受力F的关系
  
  在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用控制变量法,保持小车的质量m不变,改变所挂重物的质量,即改变对小车的受力,根据正确的实验得出正确数据如表(1):
  
  
  另外,当前的高中物理课程改革实现实验手段的多样化和现代化,明确提出要重视信息技术应用于物理实验,加快物理实验软件的开发和应用。可将数据输入电脑,用Excel的绘图功能可显示出a-F、A-1/m的过原点的直线关系;也可用DIS(即数字信息系统实验室)与计算机配合使用,实时采集、处理实验数据,把实验结果以图象形式显示出来,提高实验探究的效率。
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