DIS通用实验一静摩擦力研究
设计探究滑动摩擦力和静摩擦力的实验
实验设计：设计一个可以改变滑动摩擦力和静摩擦力的实验
掌握实验设计的基本原则
明确实验目的：了解滑动摩擦力和静摩擦力的概念和测量方法
数据处理和分析：对实验数据进行整理和分析，得出结论
控制变量：确保实验结果的准确性和可靠性
设计实验方案：选择合适的实验材料和工具，设计实验步骤和操作方法
实验结果与讨论
实验结果的展示与描述
实验数据：列出实验中测量的数据，如摩擦力、接触面积、滑动距离等
实验图表：绘制图表来直观展示实验结果，如摩擦力与接触面积的关系图、滑动距离与时间的关系图等
实验结论：根据实验数据和图表，总结出实验结果，如滑动摩擦力与静摩擦力的关系、影响摩擦力的因素等
讨论与分析：对实验结果进行讨论和分析，如实验结果的合理性、可能的误差来源、实验结果的实际应用等
数据分析：利用统计方法对数据进行分析，如平均值、标准差、相关性等
结果解释：根据数据分析结果，解释实验现象，得出结论
实验结论的得出与解释
实验目的：验证滑动摩擦力和静摩擦力的存在和性质实验材料：木板、滑块、弹簧秤、刻度尺等实验步骤： a. 测量木板和滑块的质量 b. 测量木板和滑块的长度和宽度 c. 将滑块放在木板上，用弹簧秤拉动滑块，记录弹簧秤的读数 d. 改变滑块的位置，重复步骤c e. 分析数据，得出结论a. 测量木板和滑块的质量b. 测量木板和滑块的长度和宽度c. 将滑块放在木板上，用弹簧秤拉动滑块，记录弹簧秤的读数d. 改变滑块的位置，重复步骤ce. 分析数据，得出结论实验结论：滑动摩擦力和静摩擦力是存在的，它们的大小与接触面的粗糙程度、压力和接触面积有关。
刻度尺：用于测量木块的长度、宽度和高度，需要选择合适的精度
浅谈在摩擦力一节中使用DIS进行试验-南通启秀中学
浅谈在摩擦⼒⼀节中使⽤DIS进⾏试验-南通启秀中学浅谈使⽤DISlab 进⾏新教材摩擦⼒的实验沈军（南通市启秀中学，江苏南通 226001）1 引⾔物理新课程课改中为了避免由于测量⽅法、仪器、环境和测量者⾃⾝素质引起的误差，引进了计算机辅助实验系统。
它是⼀种将传感器、数据采集器和计算机组合起来，共同完成对物理量测量的装置。
我们称它为DIS （digital information system ）实验。
在实验过程中将利⽤DIS 实验系统，直接可以在电脑上得到实验数据，并通过图表、图线具体分析出来，⼗分直观简便，删去了以往实验课上繁琐的计算过程，即节约了时间⼜让学⽣感到直观、易懂。
2 教材上的实验在摩擦⼒⼀节中，新教材第61页有演⽰实验，利⽤弹簧秤和⽊块探究拉⼒和摩擦⼒的变化情况以及两者之间的关系。
课本的介绍如下：把⽊快放在⽔平长⽊板上，⽤弹簧测⼒计沿⽔平⽅向拉动⽊块，在拉⼒F 增⼤到⼀定值之前，⽊块不会运动。
在弹簧测⼒计的指针下轻塞⼀个⼩纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达最⼤位置的标志（图1）。
继续⽤⼒，当拉⼒到达某⼀数值F max 时⽊块开始移动，此时拉⼒会突然变⼩到F 0。
图2是拉⼒变化的⽰意图。
你能不能看出⽊块是在什么时候开始移动的？如果⽤⼒的传感器来代替弹簧测⼒计做这个实验，能够在计算机屏幕上直接得到拉⼒变化的图线。
教材上介绍的实验是利⽤弹簧秤拉⽊块，观察⽊块的运动及弹簧秤指针的变化情况判断拉⼒的变化，然后分析判断摩擦⼒的变化情况，为了更清楚地反映⼒的变化情况，在弹簧测⼒计指针下塞⼀个⼩纸团，让⼩纸团随指针移动，并作为指针到达最⼤位置的标志。
利⽤弹簧测⼒计进⾏书上的实验，仪器简单，但操作要求较⾼，实验时必须匀速拉动⽊块，操作时很难做到，⽽且观察不⽅便，在控制⽊块匀速的时候还要去读数，许多学⽣都⽆法迅速准确的完成。
课本上画出了摩擦⼒随拉⼒变化的情况，但这个变化在学⽣⾃⼰动⼿利⽤弹簧进⾏实验的过程中是很难直接观察出来的。
用传感器测摩擦力-用DIS研究“影响摩擦力大小的因素”实验设计
用DIS研究“影响摩擦力大小的因素”冀林物理实验中出现的影响甚微的现象或因素，我们往往将之忽略，将其归因为误差，从而得到希望得到的结果。
有时候这些现象或因素可以成为探究性思考的材料，从客观事实的角度理解物理规律的普遍性和局限性，体现了新课程的STS目标（即科学（Science）、技术（Technology）、社会（Society）的研究，其目的是改变科学、技术和社会脱节的状态，使科学技术更好地造福于人类）。
同时在实践中提高了学生观察、思考、分析的能力，抓住学生的兴奋点和创新点，以“知识的发生和形成过程”为一条主线，使学习成为一种乐趣，从而使学生的自主性得以发挥。
利用DIS探究的实验，它相比于传统实验仪器的最大优势在于能够实时的记录实验过程中的数据，通过控制采集数据时间间隔，记录下了实验现象中的细微变化。
笔者发现，教师借助于DIS获得的数据往往只是简单地分析、总结，对于实验过程中出现的与理想情况有出入的部分没能继续深入研究，从而导致其不能充分的发挥应有的作用，浪费了进一步探究的机会。
有时候某些数据的偏差恰好为我们深入的思考提供了非常有价值的材料，现以人教版《普通高中课程标准实验教科书·物理（必修1）》第三章第3节内容“最大静摩擦力”实验为例，进行分析、说明。
1这节内容“演示”部分最后一段提及了用力传感器替代弹簧测力计做最大静摩擦力实验，能够在计算机软件上直接得到拉力变化的图线。
为了方便地进一步分析，现将这个实验过程做如下介绍。
1.1实验装置图：接触面图一1.2实验步骤（1）按照图一连接好装置。
（2）运行软件，用力传感器缓慢的拉动静止在桌面上的重物，使其由静止开始运动。
（3）运动过程中尽量保持匀速。
1.3实验现象：一般可得出下面的图像：（图二）（图二（1）软件界面上出现了拉力随时间的变化情况。
为了使现象更加直观，软件做了以下处理。
①认为实验过程中物体处于动态平衡状态，故把拉力换成了摩擦力。
用DIS做摩擦力实验的新发现
图 １ ３
向发生 弯 曲 （ 图 １ 如 ２右 图所 示 ） 表示 实 际物 体 ，
在微 观上 的微小 切 向形变 。 ｌ ２
图 １ ４
图 １ ５ 图 １ ２
中 图分 类 号 ： ６ ３７ Ｇ ３． 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ３ ６ ４ （ ０ ２ ３ ｓ 一 ０ ３ ２ １（ — １ ８２ １ ）（ ） ０５ — 】
１ 实验得 到的疑 问
笔 者 在 进 行 人 教 版 必修 １ 摩擦 力 》 一 节 《 这 的教 学 时 ， Ｄ Ｓ 数字 化 实验 系统 ） 用 Ｉ（ 实验 测量 了 物体 的摩 擦 力 随拉力 的变 化情 况 ， 笔者 采用 了如 图 １的实验 装置 。 面 的小木 块直接 与 固定在铁 上
王柏庐）
越 这种 阻 隔 ， 即滑 动摩擦 力 。而具 有相 对运 动趋 势时 ， 就没 有超 越这 种 阻隔 ， 但是 阻碍 照样存 在 ， 发生 的是两 物体 微 观上 的切 向相 互挤 压 ． 就是 静 摩擦 力 ， 且趋 势 越大 ， 压越 大 ， 向形 变也 越 并 挤 切 大， 阻隔 越大 ． 即静 摩 擦 力越 大 。 当达 到一 定 值 时 ．即将 破 坏这 种 凹 凸不 平或 发 生 跳跃 发 生 移
２ １ （ ０） ０ Ｉ１
假 设 长木 板表 面布 满毛 刷 （ 每根 刷 毛都有 足
够 的硬度 ） ，当长木 板 有相对 木 块运 动趋 势 的时
候 ， 毛刷 表 面 ” 发生 形 变 ， 根 根 向 右弯 曲的 “ 要 一 刷 毛 ，由于形 变而 对木 块产 生一 个 向左 的弹力 ， 即静摩擦 力 。当然 ， 摩擦 力产 生 的原 因非 常复 静
DIS在高中物理实验教学中的应用探索
DIS在高中物理实验教学中的应用探索作者：陈琪来源：《广西教育·B版》2017年第11期【摘要】本文针对物理 DIS 实验系统的应用实践进行探讨，将之和传统实验进行分析比较，使读者更加深入地了解 DIS 实验系统，并运用这种系统来辅助实验教学，以便更好地提高物理实验教学质量。
【关键词】物理实验教学 DIS实验系统应用探索【中图分类号】G 【文献标识码】A【文章编号】0450-9889（2017）11B-0066-03随着时代发展，高中物理新课标给科学研究及实验能力的发展指出新的方向——将信息技术应用于实验教学。
物理 DIS 实验教学就是其中一个例子，它是运用现代信息技术进行学习的一种实验教学手段。
信息技术能够快速采集数据、运算和分析数据，对丰富课堂内容，提高实验效率，增加教学趣味性具有一定意义。
新课标要求教育要“以学生发展为本”。
作为学生学习的引导者，教师的责任越来越大，要求越来越多。
不仅要授人以“鱼”，而且还要授人以“渔”，更要因人授“渔”。
在教学过程中要增加学生的体验与感悟，着眼于探究知识和构建知识结构，让学生介入教学资料的整理过程中，培养学生搜集和整理资料的能力，激发学生创新的热情和实践能力。
在具体教学中，我们要借助正确的物理实验手段，使学生理解物理概念，了解事物的表象，认清事物的本质，明白课本上的知识和具体生活中遇到的现象的内在联系，学会用理论来指导实践。
因此，DIS 的应用为实现现代教学目标提供了便利，符合新课改要求。
对于有一定物理教学经验的教师，都会有这样的体会，传统物理实验的很多方法已经不能满足现在化教学的要求。
比如，在做多种物理量测量的相关实验，大多是靠虚拟或仿真的方式来完成，因为实验仪器基本存在精度不高，误差较大、不能重复，实验得到的相关数据可信度不高等问题。
这些实验仪器使用起来极为不便，不仅费时费力，而且还在很大程度上影响学生对物理现象的深入理解，降低教学质量和效率。
基于dis实验的'摩擦力'教学设计
基于dis实验的'摩擦力'教学设计摩擦力是我们日常生活中经常遇到的现象，对于中学物理学生来说，掌握摩擦力的基本概念和原理非常重要。
本篇教学设计将基于dis实验，帮助学生更深入地理解摩擦力的本质。
一、教学目标：1. 理解摩擦力的基本概念和原理。
2. 能够通过实验，观察和测量不同材料之间的摩擦力大小。
3. 能够在不同表面之间计算摩擦力的大小。
二、教学过程：1. 引入：通过简单的实验，向学生介绍摩擦力的现象，引起学生的兴趣。
2. 理论知识：讲解摩擦力的基本概念和原理，包括静摩擦力和动摩擦力的区别，以及重力、斜面角度等因素对摩擦力的影响。
3. 实验操作：使用dis实验，让学生进行不同表面之间的摩擦力测量，包括木板与木板之间、木板与纸板之间、木板与沙纸之间的摩擦力测量。
4. 数据处理：通过实验数据，让学生计算出不同表面之间的摩擦力大小，并进行比较和分析。
5. 总结：对实验结果进行总结和归纳，梳理出摩擦力大小的影响因素，让学生深入理解摩擦力的本质。
三、教学评估：1. 实验操作表现评估：观察学生在实验操作过程中的仪器使用技巧和数据处理能力，评估其实验操作表现。
2. 实验数据分析评估：通过学生的数据处理结果，评估其对于摩擦力大小的计算和分析能力。
3. 知识掌握评估：通过课堂回答问题和小测验等方式，评估学生对于摩擦力基本概念和原理的掌握情况。
四、教学建议：1. 在引入环节中，可以通过现实生活中的例子来引发学生的兴趣，提高学习积极性。
2. 在实验操作中，要注意学生的安全，确保实验操作的规范性。
3. 在知识掌握评估中，可以设计一些具有实际应用的案例，让学生更好地理解和应用摩擦力的知识。
4. 在教学过程中，使用多种教学方法，如图示、实验演示、讨论等方式，提高学生的学习效果和兴趣。
中学生物理实验6—数字化(DIS)实验研究报告
中学物理实验报告实验名称数字化（DIS）实验研究班级姓名学号实验日期 2013/4/28 同组人一、实验目的1、熟悉DIS的使用方法，熟练DIS的操作步骤要领；2、明确DIS实验的原理，能够感知实验的设计过程；3、参与DIS的操作过程，获得实验的体会；4、在实验过程中探讨教学方法，提高自己的教学技能；二、实验过程实验一：摩擦力（1）实验器材朗威®DISLab数据采集器、力传感器、配重块、摩擦力实验器、计算机、砝码、弹簧测力计。
（2）实验操作1、将力传感器接入数据采集器，并与摩擦力实验器相连。
2、点击教材专用软件主界面上的实验条目“用DIS研究摩擦力与哪些因素有关”，打开该软件。
3、点击“开始记录”，对传感器进行软件调零。
4、选择摩擦力大的滑块，打开摩擦力实验器电动机电源开关，使滑块下底板在电动机的牵引下由静止状态变为匀速运动状态过程，点击“停止记录”，观察实验曲线。
5、选择100g的滑块，重复上述操作，得到滑动摩擦力与时间的关系。
6、将实验获得的f-t图线置于显示区域中间，点击“选择区域”，选择需要研究的一段f-t图线即可得到相应的摩擦力数值。
7、在100g滑块上添加不同质量的砝码，重复实验后得到一组摩擦力数据。
8、点击“Ff-Fn图像”，得到一组数据点，对数据点进行“直线拟合”，总结摩擦力与正压力的关系。
（3）实验数据（最大砝码由静止变匀速）（“选择区域”相应摩擦力数值）图26-1 研究摩擦力与哪（一组不同质量砝码摩擦力数据）由实验数据可知：摩擦力随着正压力的变大而变大，所以摩擦力与正压力成正比实验二：气体压强与体积的关系及烛光光强的测定（1）实验目的1、了解气体压强与体积的关系；2、研究烛光的光强。
（2）实验原理在使用“cd ”（坎德拉）作为光强单位之前，“烛光”曾经作为光强度的标准计量单位被使用多年。
探照灯、照明弹等都以“××万烛光”来说明其亮度。
尽管我们日常使用的蜡烛与定义“烛光”时使用的蜡烛不同，但探究一下其发光强度是有一定意义的。
摩擦力实验测量静摩擦力和动摩擦力
摩擦力实验测量静摩擦力和动摩擦力摩擦力是物体之间由于接触面间的相互作用而产生的力。
在物体运动或静止过程中，摩擦力起着重要作用。
本实验旨在测量物体的静摩擦力和动摩擦力，并探讨摩擦力与接触面积、物体质量和物体间的粗糙度之间的关系。
实验器材：1. 一块平面倾斜板2. 一根滑轮3. 一组不同质量的物块4. 一根细绳5. 一根弹簧测力计6. 直尺、卷尺等测量工具7. 实验记录表格实验步骤：1. 搭建实验装置：将平面倾斜板以适当角度放置于桌面或支架上，使其形成一个斜面。
在斜面上放置一根滑轮，通过绳索的两端分别与物块和弹簧测力计相连。
确保滑轮能够自由滚动，并保持装置的稳定。
2. 测量物块质量：使用天平或称重仪器准确测量每个物块的质量，并记录在实验记录表格中。
3. 测量斜面角度：使用直角三角板或其他仪器准确测量斜面的倾角，并记录在实验记录表格中。
4. 静摩擦力测量：将弹簧测力计挂在绳索的一端，并将该端绳索穿过滑轮，再绕过物块后固定在斜面上。
在此过程中，保持弹簧测力计平稳。
逐渐增加弹簧测力计的拉力，直至物块在斜面上开始运动。
记录下此时弹簧测力计示数，并将其记作物体的静摩擦力。
5. 动摩擦力测量：继续增加弹簧测力计拉力，以使物块在斜面上以匀速运动。
记录下此时弹簧测力计示数，并将其记作物体的动摩擦力。
6. 改变物块质量：重复步骤4和步骤5，不断改变物块的质量，记录下不同质量下的静摩擦力和动摩擦力。
确保物块的质量分布较宽，以得到更详细的数据。
7. 改变接触面积和粗糙度：维持一定质量的物块，分别使用不同大小和材质的物块进行静摩擦力和动摩擦力的测量。
记录下不同接触面积和粗糙度条件下的数据。
数据处理与分析：1. 绘制静摩擦力与物块质量、动摩擦力与物块质量的曲线图，以直观地展示它们之间的关系。
2. 使用回归分析等方法，确定静摩擦力与物块质量、动摩擦力与物块质量之间的函数关系，分析其相关性与可靠性。
3. 分析不同接触面积和粗糙度条件下的静摩擦力和动摩擦力数据，比较它们之间的差异，探究摩擦力与接触面积、物体间的粗糙度之间的关系。
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实验一 静摩擦力研究
实验目的
观察最大静摩擦力现象，加深对静摩擦力概念的理解。
实验原理
两个相互接触的物体，有相对滑动的趋势时，两物体之间会出现一种阻碍运动趋势的力，即静摩擦力。
静摩擦力的最大极限值叫做最大静摩擦力。
实验器材
朗威DISLab 、计算机、木块、配重块、斜面板、小细绳。
实验装置图
见图1-1。
实验过程与数据分析
1．将力传感器接入数据采集器；
2．调节传感器窗口为“示波”显示；
3
．木块（加配重块）放置在斜面板上，用小细绳连接传感器的测钩与木块，保持水平
图1-1 实验装置图
方向缓慢拉动，待木块开始运动后停止拉动；
4．点击“停止”，在图1-2所示的实验图线上找出代表静摩擦力及最大静摩擦力的部分。
图1-2 最大静摩擦力实验结果
5．根据实验结果，分析拉动木块过程中受力情况。
6．改变配重块的质量，重复实验，观察获得的图线与图1-2的区别。