居家自主设计探究性实验
——基于Tracker、Python软件的落体球碰撞能量损失率实验优化
2021-12-09李航远孙宝印徐亚东吕冬丽
物理教师 2021年11期
关键词:实验
周 坤 李航远 孙宝印 徐亚东 吕冬丽
(苏州大学物理科学与技术学院,江苏 苏州 215006)
作为物理实验课程线上教学形式之一的虚拟仿真实验教学早已用于物理实验课程的居家学习,其具备物理图像清晰、操作逼真、设计性强等优点,[1-2]但仍缺乏实验操作的代入感,而且物理实验课程本身更注重动手操作能力的培养,只有虚拟操作是难以达到教学效果的.为了更好地完成居家教学任务,笔者拟尝试居家自主设计实验作为虚拟仿真实验的补充,主要通过选择贴近生活的实验器材(如智能手机、计时器、乒乓球等)完成实验.
智能手机携带的高精度传感器使居家实验的精确性得到保证.这些传感器结合相应的APP可以催生一系列基于智能手机的居家实验.[3-5]其中,基于落体球的相关动力学实验时有报道,如喻漫雪等利用Phyphox软件开展的落体球实验、[6]曾蓓等利用Tracker软件研究落体球运动过程.[7]上述两篇文章分别利用Phyphox和Tracker软件给出了一些落体球基本运动规律和结论.然而细究其过程,由于Phyphox软件在获取相关参数时,只能将落体球运动过程看作理想状态,从而忽略了空气阻力对运动过程造成的影响,而这对于密度较小的落体球来说影响较大;而曾等利用Tracker软件虽对不同小球受空气阻力影响作定性分析,但仍缺乏空气阻力的定量计算.基于以上情况,本文将计及空气阻力的影响,利用Tracker和Python软件(下文称Tracker拟合法)探究落体球(无初速释放)碰撞能量损失……
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