“郑人买履”对物理实验考查的启示

摘 要：实验是在正确的试验方法，必要的试验环境，足够精度的仪器、仪表和设备下完成的，如果改变实验仪器和原理，实验结果将会受到影响.文章通过探究加速度与力、质量的关系和测电阻实验浅谈实验条件对误差的影响，这对解决实验设计问题起到事半功倍的作用.

关键词：郑人买履；实验条件；误差分析；教学启示

中图分类号：G632   文献标识码：A   文章编号：1008-0333（2024）01-0124-03

收稿日期：2023-10-05

作者简介：杨天才（ 1975-），男，四川省岳池人，本科，中学正高级教师，从事高中物理教学研究.

“郑人买履”既是成语，也是典故，更是寓言.是说有个郑国人因过于相信“尺度”，造成买不到鞋子的故事.寓言讽刺了那些墨守成规的教条主义者，说明因循守旧，不思变通，终将一事无成.在物理实验考查中，我们同样不能陷入思维定式，避免落入陷阱.

1 对“mM”条件的理解

在探究加速度与力、质量的关系实验中，实验要求小桶和沙的质量要远小于小车的质量，只有满足这个条件，实验误差才在合理范围内，而且条件满足得越充分，实验误差越小.那这个条件是如何得出的呢？从实验原理出发，首先控制小车质量M不变，通过改变小桶中沙子的质量m来改变小车受到的合力.由牛顿第二定律，对小车和车中砝码，前一步骤已平衡小车的摩擦力了，∴T=F合=Ma，对小桶和沙子，mg-T=ma，联立解得：T=MM+mmg，显然小车的合力小于小桶和沙子重力（由小桶和沙子处于失重状态也可得出这个结论），在本實验中，我们要求用小桶和沙子的重力来代替小车受到的拉力（也是小车的合力），即T=mg，必然要求MM+m=1，这个式子在数学上成立的条件是m=0，在物理上成立的条件可理解为mM.不难发现，只有实验中要求“小桶和沙子的重力代替小车受到的拉力”时，才需要“mM”这个条件，即使满足条件，实验的系统误差仍然存在.

如果实验中能直接测得拉力的大小，或者说不需要用到“小桶和沙子重力代替小车受到的拉力”的结论，那就不需要“mM”的条件，而且该原理不产生由此带来的系统误差［1］.

3 结束语

在教与学的过程中，物理结论固然重要，但结论成立的条件更重要，要有“知其然，更要知其所以然”的精神，才能“知其所以必然”.

参考文献：

［1］李福顺，彭朝阳.深度剖析牛顿第二定律实验探究［J］.物理通报，2020（S2）：36-38，43.

［2］ 陈森林，林钦.以真情境促真教学：近几年高考全国卷实验题导向教学探析［J］.湖南中学物理，2021，36（08）：96-98.［3］ 杨天才.消除电表内阻影响的伏安法归类例析［J］.中学生数理化（高二高三版），2015，632（11）：28-29.

［责任编辑：李 璟］