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DIS
在物理教学中的应用研究
俞丽萍
一
、用足用好
DIS
的优势
DIS
具有“专家开发，采集便捷，计算准确，实时呈现”的优势，用好<
/p>
DIS
的确可以弥补传
统实验的不足，收
到良好的教学效果。
１．以图象为手段，突破教学难点
利
用
DIS
强大的作图功能，
以图象的表
达方式呈现相关物理量的动态变
化过程，让学生接受真实的实验结果，帮助学生实现概念
的转变。初学超
重、失重时，有很多学生误认为“只有物体做上升运动时，才会产生超重
；
而只有向下运动时才产生失重。
”我们可以利用
DIS
的力传感器与物体的上
端相连（图
1
所示）
，用手拿住物体从静止开始向上运动直至
停止，然后再
从静止开始向下运动至停止。测出物体在上升
(<
/p>
或下降
)
过程
中
与力传感器相连的力的大小关系。图
2
是通过
< br>DIS
画出的
上升的物体在静止—运动—静止过程中的力
—时间的图象
（前一部分）和下降的物体在静止—运动—静止过程中的力
—时间的图象（后一部分）
。从图象中我们可以看出，
0
—
t
1
物体
处于静止状态；在
t
1
—
t
2
内物体处于上升过程的超重状态，在
t
2
—
t
3
物体处于上升过程的
失重状态；在
< br>t
4
-t
5
物体处于下降过程的失重状态；在
t
5
-t
6
物体处于下降过程的超重状态。通
< br>过实验学生能感受原来的认知与实际情况的冲突，从而加深对问题的理解。
以图象的形式建立空间图景，解决教学中的疑点。学生在学习磁场的过程中，对于“通电
螺线管哪一点的磁场最强”这个问题感到比较疑惑，有很多学生会认为磁场最强的点在通电螺
线管的南极或北极。因为教材上指出：通电螺线管的磁场与条形磁铁非常类似，条形磁铁
在南
极和北极的磁性最强。
利用
DIS
中的磁传感器和其自带的软件可以解决这个问题。
如图
3
所示，
将干电池作为电源，此电源与螺线管相
连，先将电源断开，用磁传感器先测一下在此处地磁场
的强度，得到的磁场
-
时间图象如图
5
所示；然
后接通电源，通电螺线管周围就新增一个磁场，
将磁传感器以一定的速度穿过通电螺线管
，如图
4
所示，计算机上就显示出了磁感应强度随时
间变化的图象，如图
6
所示。
图
6
1
中由于通电螺线管磁场的存在，使得磁传感器周围的磁场明
显增强。磁场增强的越大，则说明
通电螺线管在此区域产生的磁场也就越强。不难得到，
通电螺线管在中间的磁场最强。
2.
利用
DIS
开发新实验，填补传统实验空白。
< br>
DIS
系统可以填补传统实验模式下无法完成的空白，
使说理更具科学性，
加深学生对于物
理
问题的认识。
“电容”在高中电学中是一个重要的物理概
念。目前的教材当中大都是这样来阐述的：
“实验表明，一个
电容器所带的电荷量
Q
与电容器两极板间的电
势差
U
成正比，
Q
比值
U
是一个常数。
但不同的电容
器，
这个比值一般是不同
的，可见，这个比值表征了电容器储存
电荷的本领，我们把这
个比值叫作‘电容’
”
< br>。学生得到的是一个抽象的概念，如果能
用实验来演示和证明，不仅能增强说服力
，更能加深对此概念
的理解，也为后面的学习打好基础。但由于电容充放电时间很
短，一般电表存在惯性，无法测量充放电过程的电流。而
DIS
就能解决这个问题。利用
DIS
电流传感器对
电流的大小实时跟踪，通过同一个电容器在不同
Q
电压下的
Q
值以及不同的电容器在相同的电压下的
Q
值的比较，来确定
U
是否相等。实验电
路如
7
图所示：此电路中
R
的电阻大约在
10
?<
/p>
—
20
?
，电源
E
可用学生电源。实验步骤如
下：
①
.
学生电源电
压为
U
1
=5V
，将电键
S
打到
1
< br>，对电容器
C
1
充电。当
S
打到
2
时，电容器
C
1
开
始放电
，通过电流传感器，计算机系统屏幕上出现
i
—
t
图
(
如图
< br>8
所示
)
。利用系统自带的数<
/p>
据分析是“求面积”的功能
(
如图
9
所示
)
，直接可得
到电容器
i
—
t
图的面积
(
如图
10
所示
)
，
即电容器充电完毕后
电容器所带的电荷量
Q
。
②
.
分别在
U
为
7V
、
1
1V
、
13V
、
15V
情况下，重复步骤①
③．
改换成电容器
C
2
，在电压为
6V
时，重复步骤①
2
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