创新点和实效性分析
2025年11月15日
创新点和实效性分析
1.扭秤实验重现
在各版本的高中教材中,均只是简单提及卡文迪许扭秤实验。由于该实验重现难度大,教学中也无演示,导致学生无法理解。故本实验重现卡文迪许扭秤实验,引导学生探索其背后的发展历程,同时,引导学生对问题深入分析,培养其创新精神,以此促进学生的认知能力向更深层次发展。
2.理论计算的简单化
目前,对引力常量G的测量,各类方法(如周期法等)对理论知识要求较高,高中生难以理解,本实验采用放大法测量出扭力常数,只需测量出扭转角度,即可求得引力。此测量扭力的方法与弹力原理相似,大大降低了难度,学生更容易理解。
3.使用传感器、放大法测量扭力常数
本实验采用了放大法来测量扭力常数,即先用外力将T形架转动3圈后,再利用力传感器测量恢复扭力的大小,再求单位角度的扭力,即为扭力常数k。准确度更大。
4.融入多种物理思想
融入多种物理思想,满足核心素养在教学中对学生的要求,培养学生的科学态度与责任感。主要运用以下思想:平衡法(倒置的T形轻质框架:左边力矩=右边力矩);转换法(万有引力F转换为钨丝扭转角度α,α角度的测量转换为三角形边的测量);放大法(测量扭力常数;采用T字架,增大力臂;利用反射光线,拉开镜子与标尺的距离,增大反射光线对应的光标变化;钨丝扭转角度α放大为钨丝扭转前后凹面镜反射光线间夹角2α)。