中学物理疑难实验研究.docx
《中学物理疑难实验研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中学物理疑难实验研究.docx（35页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
中学物理疑难实验研究
中学物理疑难实验研究
一、中学物理疑难实验研究概述
随着教学改革的深化，物理实验在物理教育特别是中学物理教育中的作用和地位显得更加突出。
然而要真正运用好物理实验，使之对提高教学质量发挥出独特的作用，却不是一个简单的问题。
因为它需要的既要有物理学理论和实验知识，又要有教育学、心理学和教学法的知识，还必须脚踏实地亲手实践，因此能否在教学中有效地、恰到好处地运用物理实验，实际上可以综合地反映一个中学物理教师的教学能力和知识水平。
无论是作为未来的还是在职的中学物理教师，为什么要进行中学物理疑难实验的专题学习和研究呢？
中学物理中有哪些疑难实验需要研究？
如何才能通过学习真正提高自己解决疑难实验问题的能力呢？
下面分三个方面来阐述这些问题。
（一）、使人大伤脑筋的中学物理疑难实验
图2
图1
在中学学习时，学生们对物理课堂上老师如何能将一个个实验表演成功的奥秘是缺乏了解的，也多半不太清楚老师的那“台上几分钟”，用到的却是“台下几天功”。
当他（她）们有时看到实验的效果不好或甚至做不成功时，他（她）们也不一定有兴趣弄清楚其中的原因，到了大学学习阶段，同学们虽然做了不少实验，但一方面由于实验内容直接针对中学物理实验的相对较少，另一方面不少同学在做实验时有图任务、为交实验报告而做实验的倾向，真正转换到作为一个中学物理教师的角色、对实验进行仔细钻研的同学尚不多见，这样到中学实习时，一些同学碰到令有经验的教师都感到困难的实验内容时，并没有意识到会有什么麻烦，没有用足够的时间进行实验准备，以为照着中学课本上所述的方法去做就行了，结果是不断碰钉子。
例如，高中物理课本中机械波概念的引入，教材上用的是一个如图1所示的绳波演示实验，按课本所述，用手拿着一根绳子的一端（另一端固定）上下摆动，就会看到一列凹凸相间的波向绳子的另一端传去。
但拉着绳子的一端上下摆动了老半天，却只见整条绳子在摆动，而不见明显的波，实际上，这个实验要想演示出课本所说的现象，在绳子的选择上很有讲究，绳子如何悬挂以及手拿绳子如何摆动也都是个问题，并不是随便拿根绳子、随便摇两下就可以摇出波来的。
而这些细节，作为以中学生为读者对象的中学物理课本一般是不会特别地加以说明的。
类似的如光电效应的演示实验也是如此，照课本介绍，把一块擦得很亮的锌板连接在如图2所示的验电器上，用弧光灯照射锌板，验电器指针就张开一个角度。
但实际上，用弧光灯或紫外线灯照射了老半天，却不见验电器指针有要张开的迹象，还有一些实验，如牛顿第二定律的验证、用打点计时器验证机械能守恒定律等，虽然均能完成，但实验误差太大，结果令人失望，这样的实验挫折经历多次后，教师往往会对实验产生畏惧心理，久而久之虽然教学经验不断丰富，有些还成为了教学骨干，但不少实验在他们的手中，疑难程度却没有相应地降低。
（二）、疑难实验形成的原因分析
中学物理中竟然还有这么多的疑难实验？
这是大多数教师特别是新教师始料不及的。
人们不禁要问，中学物理范围内主要涉及的大都是物理学中比较成熟的知识内容，怎么还会有疑难实验呢？
这个问题不解决，就会造成前面所说的由忽视或轻视到畏惧的结果。
首先，作为科学实验，这些课题都早已在实验室获得了解决，但如今作为教学内容编进中学物理教科书中的，就属于教学的物理实验。
作为教学的物理实验，和科学研究中的物理实验或在其他应用领域的物理实验有一个最重要的区别，那就是教学物理实验的设计不仅要体现物理思想、符合科学性原则，而且必须反映教学思想、符合教学原则。
例如，简谐运动图像的描绘实验，从技术上来说，有很多的方法可以描绘出正弦或余弦曲线。
但若设计成如绘图仪那样的图像描绘仪，虽然具有自动化程度和可靠性高、操作简便等诸多优点，但若考察教学目的，这个实验必要的一点就是要在所获得的图像与振动体的运动之间建立起尽可能直接的、必然的联系，以便学生理解图像所反映的物理意义，从这一点来看，如果图像的描绘是通过一个自动化的装置来实现的而其机理又被有意无意地置于隐藏地位的话，它就丧失了作为一个教学的物理实验存在所必须有的教学价值。
为此，就要设计出一个既简单直观又要可靠好用的装置，这在技术上提出了更高的要求。
同样的道理，前述的光电效应演示实验，采用裸露的锌板并用验电器检验锌板上的带电，从教学思想上来考虑是很值得的，但在技术上又大大地增加了实验的难度。
此外，如电磁（阻尼）振荡、光学中的一些实验等也都有同样的问题。
这样带来的实验疑难在中学物理疑难实验中占有相当大的比例。
其次，实验的难度是相对于教师的知识、能力和经验而言的。
有很多实验不是疑难问题，但是到了有些教师手里，却成了难题。
还有一些实验，如静电演示实验，许多前辈学者的不懈努力，实验本身已不像很多人想象的那么难，但是要很好地驾驭它，实验者必须有比较扎实的基本功。
必须在掌握有关知识的同时，花时间去认真琢磨、体会实验的奥妙，将资料上的分析介绍、别人的经验内化为自己的真正理解和切身体会，并坚持在实践中不断摸索和积累，才能练就出做好静电实验的真功夫，然而，许多教师在碰了几次钉子、特别是在看到许多有经验的教师对静电实验也感到头痛之后，没有信心和恒心深入钻研下去。
结果，静电实验在很多教师的手里成了头号疑难实验，只有在天气干燥的气候条件下才敢在课堂上演示。
此外，中学物理实验仪器本身的缺陷也是导致疑难实验问题的一个重要原因。
由于体制的问题，现有的中学物理实验室仪器设备还较普遍地存在许多不如人意的地方。
主要表现：
一是在仪器的生产和配备上对新技术、新成果的反映太迟钝，这样使得一些已经很好地解决了的疑难问题由于没有新的仪器可用而依然疑难如故；二是不少仪器由于粗制滥造导致可靠性很差，使一些根本不难做的实验由于没有合格的仪器可用而成为疑难实验。
（三）、疑难实验的研究方法及要注意的问题
图3
从事任何学习与研究，只有抓住问题一个一个地、扎扎实实地钻研下去，才可能掌握到真正属于自己的知识、练就出独立解决问题的能力，这里不存在投机取巧的捷径可走，疑难实验的学习与研究也不例外。
但在扎实努力的前提下，如何才能举一反三、活学活用，则是我们大家所希望的，为此，要求我们在学习和研究的过程中，不仅要针对教学的需要，一个一个地解决问题，积累知识和经验，而且要善于透过具体的疑难实验的研究，发现共同的、规律性的东西。
具体来说，研究疑难实验，了解和掌握尽可能多的有关前人研究的资料信息是很有必要的，但一定要特别注重从众多的表面差别甚大的实验装置中发掘和把握其中蕴含的实验方法。
因为实验方法是物理实验的灵魂，深入不到实验方法的层次就驾驭不了疑难实验。
疑难实验之所以成为疑难，说到底，就是尚未找到满意的实验方法，许多漂亮的实验方法不仅提供给我们化解疑难实验所需的知识和技术窍门，而且更重要的是可以给予我们智慧的启迪和激励，使对它敏感、勤于思考的人获得创造性地解决问题的能力，我们知道，直流电动机中，有一个被称为直流电机构造特征的重要部件——换向器，它的作用就是对应于转子线圈的转动周期性地改变输入电流的方向，使线圈得以持续地转动。
如果要你设计一个简化的、不用换向器的电动机，你会怎么办？
根据磁场对通电线圈作用的特点，不用换向器的话，要么周期性地改变磁场，要么就采用可根据线圈转动周期性地变化的电源，使得磁场力始终起促进线圈转动的作用。
这样，很可能设计出一个更复杂而不是简化的电动机，如图3所示的是一个将线圈引出线当转子转轴使用、既省去了轴也省去了换向器的直流电动机，它采取断续供电的办法，即只在线圈转动的半个周期内才输入电流，另半个周期内线圈由于未通电而不受磁场力的作用，借助惯性，线圈的运动并不会停止。
从实验方法来看，这样省去换向器是不是简单巧妙？
但是又如何来实现对线圈的断续供电呢？
这看来又是一个不那么简单的问题。
而在图3所示的装置中，用的方法是将线圈引出线一端的绝缘漆全部刮去，而另一端则只刮去一半，使得线圈在每转动一圈的过程中，只有半圈的时间由于引出线两端都是刮去绝缘漆的导体面与导体支座接触而有电流输入。
实验方法简单得出奇，却漂亮得令人叫绝！
这样的方法突出了实验原理，使学生只需透过较少而且他们比较熟悉的技术细节就可以领悟实验过程及其中的原理，像这样简单直观、痛快淋漓、毫不拖泥带水的实验方法，用在物理教学上，给学生和老师本身就是一种智慧的熏陶和享受。
类似的例子还有不少，我们若能留心分析积累，培养出洞察的眼力，你自己有朝一日也会创制出几个出色的实验来，给你的同行和学生送上智慧的美食。
此外，还有几个问题在疑难实验的学习和研究中也是需要加以注意的。
首先，必须高度重视对疑难实验的学习和研究。
由于众所周知的原因，目前在不少中学，仍存在着不重视实验的教师仍能受到重视、实验技能低下的教师也能成为教学骨干甚至“教学能手”的不正常现象，这就误导了优秀教师的标准。
因为对中学物理教师而言，不像大学教师那样有专业方向的分工，虽然，不同的教师都因个人的特长而会形成自己独特的教学风格。
但具有较强的实验教学技能和一定的实验研究能力是对每一个中学物理教师的基本要求，更不用说对优秀教师了。
只会凭空口讲实验、用粉笔在黑板上“做”实验的教师就不是一个真正合格的中学物理教师，因为这样的教师在基本的教学技能上尚未达标。
图4
图5
图6
物理理论的指导，首先表现在应用物理学的原理去发现、甄别实验中的科学性问题。
例如，如图4所示的是一个说明“液体压强随深度增大”的实验，图中从圆筒上高度不同的三个小孔流出的水射在水平放置的接水盆中，小孔离地越低、射程越远，据此说明液体压强随深度增大。
但实际上并非总是如此，我们只要在图4所示的装置中，将接水盆的位置上移，就会得到不同的结果。
若在如图5的虚线所示的位置接水，从图中不难看出，从离地最低的一个小孔流出的水反而射程最小，实际的实验结果也完全有可能如此。
这样的实验怎么能说明问题？
又如，如图6所示的是一个旨在说明气体的导电性的实验。
两个验电器一个带正电，另一个带负电，并使它们的导电杆上的导电球相互靠近，当将酒精灯火焰移于两个导电球之间时，就会见到原来稳定张开的两验电器指针都迅速闭合为零。
从实验现象的原因来说，确实是由于火焰使气体电离从而导致气体变为导体所致，但是，让两个验电器一个带正电、另一个带负电的做法，明显地传递着正电通过导电的气体与负电中和的信息。
但实际上即使让两个验电器都带正电或都带负电，结果也是一样的。
这样，一个验电器上的正电通过导电的气体与另一个验电器上的负电中和的意思就值得怀疑了。
如图所示，容器内水的高为
，水自离自由表面h深的小孔流出。
求在多深的地方开孔（也就是h取多少时），可使水流具有最大的水平射程。
最大的水平射程等于多少？
解：
根据伯努利方程
得
又由
有
所以
由上式可知
时，x最大为
物理理论的指导，也表现在要从物理理论思维和实验方法之间关系的高度、正确地理解和把握实验在教学上应用的目标和方向，如磁感线、电场线等本身只是一种理论模型，用实验表现这些模型的目的是帮助学生理解、构造模型。
但若处理不当，致使学生误认为真正存在这样的场线，就违背了实验的初衷，得不偿失，实验的目的决不是为了代替理论思维，好的教学物理实验应该是学生把握现象、理解物理本质所需的桥梁。
物理理论的指导，还表现在对实验设计与改进的正确思路、对探究实验疑难形成关键的导向作用。
晶体的熔化与凝固实验、电磁振荡实验、自感实验和光电效应演示实验等就是很典型的例子，如果不从物理原理出发、不深入分析研究实验现象背后的物理规律，只凭经验盲目尝试，要真正解决这些疑难实验问题是不可能的。
总之，切不可因为是中学物理范围内的实验内容而降低理论思维的起点。
谈到理论指导，还不能忘了教育理论的指导。
作为教学的物理实验，除了要有物理理论的根据、反映物理思想外，还要符合教学原则、反映教学思想。
这个问题比较复杂，不容易三言两语说明白。
但是，有一点是可以非常明确地提出的，那就是通过实验的教学应用，应该有效地促进学生的有意义学习过程，避免机械学习过程。
这应该成为贯穿整个教学物理实验设计与改进过程始终的教学思想，所谓的“有意义学习过程”，是与“机械学习过程”相对立的，它的实质“就是符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当知识建立非人为的（非任意的）和实质性的（非字面的）联系。
这就要求我们在教学中，要特别注意将新知识的传授与学生已有的概念和理解联系起来，在学生原有认知结构的基础上设计和组织我们的教学。
否则学生头脑中充斥的多是些人为建立的联系，也就是靠模仿和记忆得来的东西。
物理教与学都被降格成在头脑中发生的“机械运动”，就只能是徒有智力活动的虚名了。
本来，物理实验在教学中的地位受到肯定的重要原因之一，就是它具有培养学生能力的教育功能，但从功能到变为现实之间还需要有精心的实验设计和有效的教学过程。
否则，机械学习在实验学习的情境下照样可以大行其道。
例如，滑线变阻器是一个中学物理实验中最常用的仪器之一，学生自己使用和看老师使用的次数应该不算少。
但即使是在大学生中，不能正确地自己独立使用它的人仍不少。
因为他们在以往的学习中，只是照方抓药、依葫芦画瓢地对着那些实验讲义或练习册连线，根本就没有弄懂这样一个并不复杂的仪器的结构、原理和各个部件的功用。
这样的机械学习怎么能产生培养能力的效果！
又如，在简谐运动图像的演示实验中，我们知道，实验要求保证记录底板匀速直线运动，这在技术上不难实现，但从学生理解的角度考虑，应该先确定记录底板的运动是否匀速，否则，就会出现根据所得出的图线是否为正弦或余弦曲线来判断记录底板的运动是否匀速的逻辑混乱。
最后，也是最重要的，就是要以科学的态度对待疑难实验的学习与研究。
科学态度首先是实事求是的态度，那种当学生时抄实验数据作弊、作老师时由于自己的无知使实验失败却欺骗学生是仪器不好的倾向，是阻碍自己提高的最大障碍。
此外，在实事求是的前提下，科学态度还应表现为批判性的态度。
疑难实验的研究是在不断发展的，没有一成不变的释疑方法，需要不断创新。
即使一些很出色的解决方法，可能它们保持先进地位的时间要长一些，但也要用批判的眼光去消化、吸收它，囫囵吞枣式的学习是难以获得真知的。
要成为一个有创造性的优秀教师，真正重要的是要培养自己敏于发现并抓住问题、勤于分析研究问题和善于解决问题的能力。
二、运动和力的实验研究
运动和力是中学物理教学中存在己久的一个难点，其形成的原因是多方面的，但一个重要的原因，就是我们在物理课上讲述的许多概念和规律，往往与学生在长期的生活中通过对自然现象的自发观察和其他途径形成的、已为他们自己所理解的观念和看法相矛盾。
因此，在物理教学中做好有关的实验十分重要，特别是要通过实验设置引起认知冲突的情境，使学生自我意识到个人理解的局限和问题所在以及物理理论的优越。
然而，这一部分的实验看似容易实则疑难问题甚多，像时空的记录、力的测量等都是经典的但人们从未停止探索的问题，在中学物理的实验条件和教学要求的前提下，如何做好运动和力的实验是一个很值得研究的课题。
从实验上来说，研究运动和力关键要解决的是运动的描述即运动规律、力的测量以及力与运动关系的问题，下面我们分别来讨论。
（一）、运动规律的实验研究
1、运动规律实验研究的基本问题和主要困难
要精确地描述运动、把握运动的规律，就要对运动体在空间的位置进行定量的测量和记录，而且要求测量记录与位置相对应的时间信息。
例如研究一个运动员百米跑的问题，若我们想知道他的百米跑整体（平均）速度，需解决的空间测量问题是起跑线和终点线的确定，时间测量问题则是要确定运动员在发令起跑与过终点冲线时分别对应的时刻。
常见的具体测量方法是我们大家都很熟悉的。
若我们不满足于了解一个运动员百米跑的整体快慢，而是想更细致地研究他在各个阶段的运动快慢，那就要在起点和终点之间增设若干个测时点并测出这些点的空间位置，记录运动员在起跑和经过这些位置的时刻．根据这些信息来研究他在更短时间内的运动。
像这种联系着时间和空间的测量就是运动规律实验研究的基本问题。
我们不妨把它称为时空记录。
历史上第一个科学地、条理清晰地表述了运动的是枷利略，他认识到，在自然界能够观察得到的所有运动中，自由落体是弄清楚这些运动的关键。
从实验的角度来讲，研究自由落体运动要解决的也是时空的记录问题。
与前面提到的研究运动员在百米跑过程中速度变化的问题原则上是一样的。
但是，在当时的条件下，直接对自由落体进行时空记录是不可能的，因为下落过程中落体速率增加得太快，因此伽利略采用斜面来“冲淡引力”。
今天，技术手段的进步使我们也可以直接对高速运动的物体进行时空记录，闪光照相就是一个例子，但是对中学物理实验来说，这类的实验装置及其实验过程显得过于复杂了一些。
有了这样的要求后，棘手的问题就产生了。
因为在物体运动较快时，要详细研究运动过程而不仅仅是起始和终了两个状态，对时空记录的要求就提高了，它不仅要求有一定的精确度，而且不能干扰研究对象的运动。
仅靠简单的实验器材要达到这样的要求显然不是一件容易的事情。
2、运动规律实验研究的基本方法
如前所述，运动规律实验研究要解决的主要是时空记录的问题，根据实验方法的不同，时空记录可分为按时定位、按位定时和时位同定三类。
下面分别介绍这三类时空记录方法的特点和一些相应的实验设计。
（1）．按时定位
图7
按时定位就是根据事先设定的时间信息来记录运动物体空间位置的实验方法。
使用节拍器研究物体的运动就是最典型的按时定位方法，这种方法非常简单，但比较粗糙，只能用于比较缓慢的运动的研究。
特别是对于匀速直线运动的研究，不失为一种简便可行的实验方法。
（2）．按位定时
按位定时就是在运动物体必经的路径上事先确定出计时点并测得它们的空间位置，根据物体经过这些点的时刻来研究其运动的实验方法，前面所举的研究运动员百米跑的例子就是用按位定时的实验方法。
我们大家熟悉的用光电门计时研究运动的方法采用的也就是按位定时方法。
（3）．时位同定
时位同定就是在记录时间的同时记录运动体空间位置的实验方法。
闪光照相、打点计时就是典型的时位同定方法，由闪光照相得到的照片上的运动体影像或打点计时器在记录纸上记下的点，不仅反映了物体所处的位置，而且包含有与这些位置相对应的时间信息，因为这些影像或记录点都是每隔一定的相等的时间间隔得到的。
然而，要拍出一张闪光照相来，实验设备和实验过程都较复杂。
因而未能在中学物理实验中被普遍采用。
目前，中学实验室普遍使用的是电磁打点计时器，但这种计时器的打点针在击打记录纸带的时候对与纸带相连的运动体有较大的影响，造成的实验误差过大。
于是有人采用水彩笔代替原来的金属打点针，用硬度相对较低、头部较钝的笔头直接在记录纸带上打点。
这样可以在一定程度上减少打点给运动带来的影响．但是这种方法并没有从根本上改变打点器与记录纸之间的“硬”接触，将这种“硬”接触改为“软”接触，很自然就成为了很多改进实验装置的设计思路。
谈到用“软”接触的办法记录时空信息，我们不妨先回到古老的滴水计时器。
如图7所示，用一漏斗型容器装上水，当漏斗出水口直径足够小时，漏出的水就不再是成线状的而是一点一滴地往下滴。
水滴从漏斗口滴出的快慢由口的大小决定且时间间隔基本不变，若出水口较大可在其上套一段乳胶管再夹上一个可调松紧的止水夹，就成为一个滴水周期可调的滴水计时器。
将这样的计时器安装在小车上，当小车静止时，每隔相等的时间间隔滴出的（墨）水滴就落在底板的同一位置上，而当小车运动时，滴出的水滴就会落在底板上的不同位置，反映出对应时刻小车的空间位置。
这显然是一种“软”接触的记录办法，用这种方法，水滴出的时间间隔不可能做到很短，因而在运动体速度较快时，在有限的运动距离内得到的计时点不够多。
而且，计时的精确度也不够高。
于是，针对传统的滴水计时器的这些问题，出现了许多喷（墨）水式计时器。
图8
图9
如图8所示的是一种典型的喷（墨）水式的计时方法示意图，由注射器射出的墨水经匀速转动的转盘上的小孔射到运动的记录纸上，转盘每转一圈，就有墨水经小孔射出，在记录纸上留下一个墨点。
因此墨水射出的时间间隔就是转盘转动的周期，只要能使转盘转速保持不变，这个时间间隔就可以很简单地测出。
湖南桑植一中符兴肃进一步考虑，去掉转盘，改为用电磁打点计时器驱动注射器针头振动，使振动的针头在运动的记录纸上留下一条振动曲线，如图9所示，由于振动周期已知，只要分析处理这条曲线就可得到与记录纸相连的运动体的运动规律。
进一步地想，如果用一个周期性的力驱动图8所示的注射器活塞，使其每隔一定时间喷射一个墨点，就可将转盘完全省去。
湖南郴州一中段力江设计的“电磁喷液计时器”就是这样的一个将喷墨与周期性振动融为一体实现间断喷墨的装置。
如图10所示，喷墨盒类似一个活塞式水泵，它的上面是可以上下振动的振动膜，起活塞的作用，底面接喷头和墨水盒的两孔处各安放一个很小的玻璃珠，分别起喷墨阀和吸墨阀的作用。
当振动膜被上提时，喷墨阀关闭，吸墨阀开启，从墨水盒中往上吸进墨水；当振动膜被下压时，吸墨阀关闭，喷墨阀开启，即可从喷墨盒中经喷头向外喷出墨水。
而驱动振动膜上下振动的，则是通以电磁脉冲的线圈对与振动膜相连的衔铁所施加的电磁力。
这样从喷头喷出的将是与振动膜的振动完全同步的墨点，由于电磁脉冲系由50Hz的交流市电经半波整流而得，墨点喷出的时间间隔就是0.02s。
图10
类似思路的喷墨计时器还有多种。
从实验方法的角度分析，以上介绍的几种喷墨计时方法都比较巧妙，很有价值；从实验效果来看，由于采用喷墨实现“软”接触，大大地减小了计时过程对运动过程本身的干扰。
可较显著地减小实验误差。
然而，这类喷墨计时装置在操作上还存在不够简便、可靠性不够高的问题。
怎样在保持“软”接触的优点的同时，提高可靠性和简化操作呢？
利用电火花打点的方法可以较好地解决这个问题；所谓电火花打点就是用一个可输出高压弱电流脉冲（与输入的交流市电同步）的静电高压发生器，使运动体和记录纸之间产生周期性的且与输入交流市电同频率的火花放电，从而在记录纸上留下类似电磁打点计时器一样效果的记录点。
目前，按这种思路设计的仪器产品——火花计时器已有供应，且在1997年公布试用的高中物理新大纲中，被推荐作为替代电磁打点计时器的仪器使用，从实验效果上看，使用火花计时器基本上可解决前述的问题，但有老师认为这种计时器从原理上来讲不如电磁打点计时器简明，学生不理解为什么它打点的时间间隔是均匀的且就是交流电的周期。
这在一定程度上讲确是事实，且从教学思想、从有利于学生理解出发考虑无疑是正确的，但是作为一个用途较广的计时仪器，在教学中应用的主要目的是用它作为一个研究运动规律的时空记录工具，而不是它的原理本身，而且学生对它的认可应该是可以随着使用次数和实验成功经验的增加而增强的。
因此在电磁打点计时器的效果很难从根本上得到改进、其他方法又尚未成熟或条件不具备的情况下，选用火花计时器替代电磁打点计时器用于运动规律的研究，应该不失为一种较好的解决办法。
然而，从长远来看，应用传感器对运动进行计时探测并通过A／D转换接口输入计算机、由计算机通过相应的软件对探测到的信息进行实时处理的实验方法值得关注。
目前，国内外已有一些比较成熟的实验系统开发出来，有些对中学物理实验也是适用的，由于数据的采集、处理和图像描述都可实时进行，这样的系统用于学生实验室实验，不仅可使学生从读记数据和图线绘制等繁琐费时的简单劳动中解脱出来，而且可以使学生得到实时的反馈信息，有利于他们真正理解测量数据所表达的意义，他们也有时间和可能对实验条件进行更多的改变并及时得到相应的结果，这样就能进行许多更深入的分析和讨论，从而提高实验室学习过程的质量。
在促进学生的参与和理解方面，美国塔夫茨大学的罗纳德·桑顿教授设计的一个采用声纳式传感器的系统很值得一提，他的传感器叫做“运动检测器”，实质上相当于一个小小的声纳系统。
它既能发出短促的超声波脉冲（50KHz），又可以接收被运动体反射回来的超声波，发出的和接收到的脉冲通过A／D转换接口输入计算机，预装有处理软件的计算机可根据两脉冲的时间差计算出运动体的距离，加上计算机内部时钟的作用，就可以连续地对运动体的时空实施跟踪定位，而根据这种关
升级会员 