高中物理中通过传感器探寻碰撞问题

摘 要：在对高中物理学科进行学习的过程当中，利用传感器完成碰撞问题的学习一直是物理课程学习中的重要难点，而关于碰撞问题也是学生们在日常生活当中容易经常见到的现象。文章围绕传感器概念展开，分析如何通过传感器探寻碰撞问题，以进一步认知传感器和碰撞问题等内容。

关键词：高中物理;传感器;碰撞问题

在现行的高中物理教材中，弹性碰撞中的动量守恒是用斜槽导轨实验装置来研究的。按教材内容，实验中要求被碰小球置于立柱上，在实际操作中，由于下滑小球滚动的影响，导致了碰后的平动能量略大于碰前的平动能量，但系统总的能量（平动能量与转动能量）碰后的略小于碰前的，实验误差较大。通过传感器完成碰撞问题的学习探究任务，不仅对于传感器与碰撞问题知识的学习有着巨大作用，同时也有利于同学们从学习中深入了解到关于高中物理中其他知识的串联学习，从而提高自身的综合学习水平。据此，本文对利用传感器进行碰撞问题探讨所展开的分析，也便具有了十分深刻的现实意义。

一、 传感器概念分析

传感器是一种测量装置，具备测量作用，并能够输出可用信号，满足信息系统的相关控制要求。在数据输入与输出之间，传感器具有明确的对应关系。在高中物理知识学习中，传感器的组成元件主要有敏感元件、转换元件、测量电路以及辅助电源等。

在高中传感器知识的学习中必然会将其与其他知识结合起来，比如碰撞问题。众所周知，碰撞问题是一个基本物理现象，在日常生活中也比较常见，比如物理学中的各种碰撞试验。在物理知识学习过程中，碰撞是高中物理教材中的选修课中，主要是用来研究物体的弹性的，并且在能量守恒定律中也会涉及碰撞问题。但在当前的学习中，与碰撞问题和动量守恒定律相关的实验装置还存在一定缺陷，其结果存在较大误差。因此，需要从新的领域来探索碰撞问题，比如，利用传感器来探寻碰撞问题。

二、 通过传感器探寻碰撞问题

随着实验技术的发展，我们引进了传感器技术，利用传感器直接采集实验数据，然后输入计算机进行处理，提高了实验课的效率。以碰撞问题为例，不仅可以计算出碰撞前后的动量和能量变化值，而且可以利用加速度传感器测量出碰撞过程中的加速度变化值，将碰撞瞬间的加速度变化情况放大，清晰地显示出这一突变过程。

三、 实验过程分析

当使用传感器研究碰撞问题时，其过程研究需要定性分析方法，我们需要在研究中弄清楚这一点。通过实验，我们可以发现碰撞时间很短，但是物体的机械变化是显著的。在学习中，我们需要明确突变理论的相关知识，并通过实验尽可能地总结碰撞及其规律。然而，在模块知识的学习中，我们经常感到非常抽象，并且难以理解其要点。如果没有与外来物体碰撞实验的帮助，我们会感到非常空虚，学习效果非常不理想。因此，有必要在学习过程中使用其他工具来帮助放大实验过程及其现象，以便我们能更好地感受碰撞突变过程。在探索碰撞问题的传感器实验中，我们现在有两个滑块，滑块上有弹簧圈和加速度传感器，然后让滑块在导轨上匀速移动。在特定的时间点，两个滑块之间会发生碰撞。

四、 结论分析

在完成碰撞实验并结合教材中的相关知识后，我们发现了滑块碰撞过程中的突变过程。通过分析相关数据，我们发现除了滑块上的碰撞力之外，在这个过程中还会产生其他有限大小的力，但是这些力没有显著变化，因此可以忽略不计。这两个滑块在碰撞中突然发生变化的原因主要是冲击力造成的。从我们以前学到的知识中，我们可以知道当两个物体碰撞时，它们已经形成了一个系统。两个滑块之间的冲击力本质上是内力，不会改变整个物体系统的总动量。因此，在碰撞研究中，总动量是守恒的，但是根據碰撞定律，物体的机械能是不守恒的，并且会改变。在整个实验过程中，相关的现象和数据是动态变化的。使用传感器来探索碰撞问题不仅可以帮助我们深入了解物体的碰撞过程及其突然变化，还可以帮助我们及时接触、理解和使用新事物，提高我们操作物理实验和探索物理规律的能力。

五、 总结

通过对传感器的利用，实现对于碰撞问题的探讨，既满足了学生们对于高中物理的学习要求，同时随着社会科技的进步，这些相关的研究工作也能为传感器技术的发展以及碰撞问题的解决提供更为有效的手段，从而为人类社会的发展服好务。

参考文献：

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[2]张希伟，戴海鹏，徐力杰等.无线传感器网络中移动协助的数据收集策略[J].软件学报，2013（2）：198-214.

作者简介：

李泉，河北省邯郸市，邯郸市第三中学。

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[3]刘敬.高中语文教学中学生创新思维的培养策略[J].考试周刊，2016（101）：27.

作者简介：

李洪媛，黑龙江省黑河市，黑龙江省沾河高级中学。