竺江锋

摘 要：本文从高中物理（人教版）提供的两个重要力学实验参考案例出发，对其操作中的关键点通过反问和反思，进行实验设计思路的拓展和完善，并对课本教材的相应设计意图，从三个方面提出了想法，进行了分析和总结。

关键词：力学；实验；牛顿第二定律；功与速度变化

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）5-0061-3

人民教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理》必修一，第四章《牛顿运动定律》中有一个实验：探究牛顿第二定律（图1为课本中提供的参考案例二），必修二第七章《机械能守恒定律》中有一个实验：探究功与速度变化的关系（图2为课本中提供的参考案例一）[1]。

这两个实验对应的上述参考案例有一个共同点：小车受到的细绳拉力为小车受到的合力，同时细绳拉力与悬挂物的重力大小相等，即小车受到的合力与悬挂物的重力大小相等。当然，要得到这个结果，必须有两个注意点：（1）小车质量远大于悬挂物的质量；（2）木板倾斜，撤去悬挂物，让小车拖着穿过计时器限位孔的纸带在木板上能匀速运动，即平衡摩擦阻力[2]。

对于两个实验的注意点及操作要求，笔者有一些思考，与同行探讨。

设小车质量为M，悬挂物质量为m。

M >> m的目的是什么？对小车和悬挂物分别列牛顿第二定律公式：F=Ma，mg-F=ma，联立得F=mg/1+m/M≈mg，即目的是细绳拉力与悬挂物的重力大小相等。

平衡摩擦阻力的目的是什么？如图3，将小车和纸带作为一个整体进行受力分析，该整体受到4个力，其中重力沿斜面向下的分力大小与摩擦阻力f效果抵消，重力垂直斜面向下的分力与支持力N效果抵消，故F（细绳拉力，或悬挂物的重力）大小即为小车的合力大小。……