（中山市龙山中学）
摘要：证性实验指的是：针对已知的相关理论或者规律，通过实验验证结论的正确性，一般以加深相关知识内容、培养实验操作能力为目的。高考要求的力学的几个验证性实验包括：验证力的平行四边形定则、验证牛顿第二定律、验证机械能守恒定律、验证动量守恒定律。前三个实验是高考考查的重点和热点，考题通常综合性较强，难度中等。验证性实验是一个从“已知结论”到“设计方案求证”到“得到验证”的过程，更加注重于实验过程中的操作能力，也更加重视实验的结论。
关键词：验证性实验
一．复习好验证性实验，要理解实验目的、抓住实验思想来深刻体会实验原理
高考物理实验试题总是来源于教材上的的学生实验和演示实验，但会做一些小变化，使试题更能有效考查学生的实验能力，只有真正理解了实验的目的和原理，才能灵活解答相应的问题。
例1 “验证机械能守恒定律”的实验中，图(甲)是打点计时器打出的一条纸带，选取其中连续的计时点标为A、B、C……G、H、I，对BH段进行研究。
①已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_______．
②用刻度尺测量距离时如图(乙)，读出A、C两点间距为_________ cm，B点对应的速度vB＝_________m/s（保留三位有效数字）；
二．复习好验证实验，要掌握几种验证实验常用的方法，能在实验原理的指导下选择不同的实验器材来进行验证，重视操作步骤。
1．验证实验常用的方法包括：控制标量法、等效替代法、转换法等，“验证牛顿第二定律”用到控制变量法，“验证力的平行四边形定则”用到等效替代法，“验证动量守恒定律”用到转化法，要掌握这些基本方法。
⑴控制变量法：影响某一个量的因素往往有多个物理量，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较，研究其他两个变量之间的关系。
⑵转换法：有些物理量难以测量，这时可以设法将难以测量的量转换为容易测量的量来替代，如“验证动量守恒定律”就将难以测量的速度转换为容易测量的位移来替代。
⑶等效替代法：把复杂的物理现象和过程用简单的进行等效替代，或利用另一种测量仪器进行等效替代的思想方法。
2．教材中“验证力的平行四边形定则”中利用橡皮条结点分别在一个力作用下和两个力作用下伸长到同一位置，来保证合力与分力的等效性，通过做出力的图示进行比较得到验证。原理的核心是找到合力的大小和方向及两个分力的大小和方向，在这个原理的指导下，我们也可以选择其它的器材来验证这个实验。
例2．某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为______N。
（2）下列不必要的实验要求是____。（请填写选项前对应的字母）
（A）应测量重物M所受的重力
（B）弹簧测力计应在使用前校零
（C）拉线方向应与木板平面平行
（D）改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
【解析】本题第一问考查仪器读数，答案为3.6；第二问是考查对原理的理解，解读该实验原理：利用共点力平衡，找出FOA和FOB作为分力，以结点为作用点，做出两分力的图示并作平行四边形，作出合力F合；测出重物M的重力G，从结点出发作等大反向的力FG，通过比较F合和FG来使力的平行四边形定则得到验证。该实验对两测力计的夹角、O点的位置均无要求，答案选D；B、C两个选项考查实验过程中的操作问题，重视操作能力的提高，不仅仅是学实验，要“做实验”。
三．复习好验证实验，要重视验证条件，掌握数据的分析方法并在误差分析中评价、反思。
1．每个物理规律的形成，都有一定的前提或者条件，如：力的合成与分解满足平行四边形定则的前提是合力和分力等效；加速度和合外力成正比的前提是物体质量保持不变；机械能守恒的条件是只有重力做功；验证动量守恒定律的实验中两球在空中飞行时间必须相同等。
2．数据处理的方法在高考考纲中的要求是：学会用列表法、图象法等处理实验数据，
如“验证牛顿第二定律”中是用图像的方法来处理数据，其中注意图象法处理数据的常用方法和技巧如下：
①合理选取坐标轴：合理选取横、纵坐标所表示的物理量及单位，如验证加速度和质量成反比时，纵坐标选取加速度，横坐标选取质量的倒数才能使图像直观；
②抓住“斜率”做文章，图象的斜率往往表示了某一个重要的物理量，掌握处理实验数据的本领，重视对图线斜率意义的理解。
③在“截距”上求变化。
3．理解实验验证过程中的误差，体会“在误差允许范围内”这句话的意义，能够找到实验过程中的误差来源。
例3.用图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验。
①为了减小长木板对小车摩擦力的影响，必须在长木板 （填“远离”或“靠近”）滑轮的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车能单独在长木板上做 运动。
②为了验证小车的加速度与其质量的定量关系，必须采用 法。
③保持小车受力不变，测量不同质量的小车在这个力作用下的加 速度。某次实验中打出如图乙所示的纸带（打点计时器电源的频率为50Hz），则这个加速度值a= m/s2。
综上所述，复习好力学验证实验，在理解实验思想、实验原理的基础上，重视验证条件，夯实数据处理，操作步骤等基础知识，并能在实验原理的指导下拓展实验的外延，正确分析实验误差，体会实验规律的求证过程，是非常重要且必不可少的。
参考文献
[1]基于新课程标准的高中物理实验有效教学策略的研究[D].吴志山.南京师范大学 2007
[2]高中物理力学实验有效教学的探索[J].王志峤.2016(43)
论文作者:林育波
论文发表刊物:《知识-力量》2019年4月下
论文发表时间:2019/2/15
标签：测力计论文; 定则论文; 守恒定律论文; 木板论文; 分力论文; 原理论文; 测量论文; 《知识-力量》2019年4月下论文;