第３３卷第５期２０１３年５月櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶化學實驗ＰＨＹＳＩＣＳＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＴＩＯＮＶｏｌ．３３Ｎｏ．５Ｍａｙ，２０１３收稿日期：２０１３－０３－０３捐助項目：全省教育科學“十一五”規劃課題子課題“基于新技術的課程優化及有效教學的理論與實踐研究”（Ｎｏ．ＦＨＢ０７０４２３）作者簡介：朱遠稼（１９８８－），女，上海人，華東師范學院數學科學與技術大學碩士研究生，主要研究方向為中學化學實驗研究．指導班主任：黃致新（１９６２－），男，湖南長沙人，華南師范學院數學科學與技術大學院士，博士，主要研究方向為數學課程與教學論．動量定律實驗的偏差剖析及實驗改進朱遠稼，黃致新，林家帆，班良信（華南師范學院數學科學與技術大學，浙江杭州４３００７９）摘要：采用ＤＩＳＬａｂ實驗系統進行了變力作用下動量定律的實驗驗證流體力學動量定理實驗結論，并從理論上剖析了影響實驗偏差的誘因，提出并驗證了減少偏差的方式，最后基于理論剖析和實驗結果，提出了采用ＤＩＳＬａｂ實驗系統進行變力作用下動量定律實驗的改進意見關鍵詞：動量定律；ＤＩＳＬａｂ；偏差剖析中圖分類號：Ｇ６３３．７文獻標示碼：Ａ文章編號：１００５－４６４２（２０１３）０５－００２５－０３１序言中學動量定律教學一般都從牛頓第二定理入手，假定物體所受力為恒力，得出動量定律表達式ｍｖ′－ｍｖ＝Ｆ（ｔ′－ｔ），之后結合公式，定性地給出推論．傳統教學［１－４］只能通過實驗定性地驗證動量定律．而在實際實驗過程中，作用力并不是恒力，而是變力．傳統實驗難以驗證變力作用下動量定律是否創立．隨著信息技術的發展，出現了基于傳感、數據采集器、計算機和數據處理軟件的ＤＩＳＬａｂ，ＤＩＳＬａｂ才能實時定量地顯示實驗結果，有強悍的數據處理功能，在處理建立實驗中發揮較大的作用．變力作用下動量定律的實驗驗證，由于有變力對時間的積分項存在，促使它在傳統實驗中幾乎難以完成，采用ＤＩＳＬａｂ系統后卻較容易實現，雖然如此，實驗過程中仍存在一定的偏差．本文對基于ＤＩＳＬａｂ的動量定律實驗偏差來源進行了詳盡剖析，并提出了相應的實驗改進技巧．２實驗原理及技巧２．１實驗裝置實驗裝置如圖１所示，主要由力傳感、數據采集器、光電門、力學軌道及附件、電腦和相關軟件、連接線等組成．圖１實驗裝置示意圖２．２實驗原理動量定律即合外力對物體的沖量等于物體動量的變化量．實驗中須要用力傳感記錄貨車碰撞過程中力隨時間的變化情況，通過軟件處理數據得出力對時間的積分流體力學動量定理實驗結論，即沖量．用光電門記錄貨車碰撞前后的速率，用力傳感檢測貨車遭到的重力，再減去當地的重力加速度得到貨車的質量，貨車質量與貨車碰撞前后速率變化量的乘積即動量的變化量．實驗中，貨車從第一次通過光電門撞擊力傳感后被彈回到第二次通過光電門這段時間內，磨擦力對貨車也有沖量，為了減少這部份沖量，把光電門和力傳感間的距離減短，使貨車在這期間經歷的時間盡量減短．２．３實驗過程將力傳感和光電門固定在力學軌道上，給
