自制“斜面上物體重力分解演示儀”

吳必龍

(江蘇省丹陽高級中學,江蘇 丹陽 212309)

力的分解是高一學生較難理解的內容.為了讓學生能夠按力產生的效果對斜面上重力進行分解,并且直觀地根據看到產生的效果來透徹理解斜面上重力的分解,筆者自制了一個“斜面上物體重力分解演示儀”,在賽課中成為一個亮點.

1 實驗裝置示意圖(圖1)

圖1

2 儀器制作

2.1 材料

兩塊木板(50cm×12cm)、厚木板(100cm×20cm×3cm)、量角器(80cm)、兩個小臺秤.

2.2 制作

(1)在底座上固定兩個直角鐵片,中間預留螺絲孔.

(2)用合頁將兩塊木板連接,將合頁的軸去掉,用長螺絲替代.

(3)在量角器的圓心位置鉆一小孔.

圖2

(4)如圖2所示,將長螺絲穿過前角鐵、合頁、后角鐵、量角器,并用蝴蝶螺絲固定.

(5)用可以固定的滑軌將小臺秤用裝在木板上,小臺秤在木板上可以停在指定位置.

2.3 臺秤的改裝

(1)由于臺秤上測量值是質量(單位為g),可以將臺秤的顯示屏進行改造,把小數點前移2位.用記號筆在屏幕上點一小圓點,作為小數點,數字后面寫上單位“N”.

(2)將小臺秤的顯示屏取出,固定在臺秤的側面,且垂直放置,方便觀察讀數.

3 實驗操作

(1)將本教具置于水平桌面上,調整好兩木板的角度,旋緊固定螺絲.

(2)按下小臺秤上的“ON/OFF”按鈕,臺秤開啟,自動清零(具有去皮功能).

(3)將重物(最好用圓柱形)放在斜面上,重物壓緊兩斜面的力就可以通過臺秤的示數顯示出來.

(4)課堂中通常演示的幾種特殊情況,如圖3所示.

圖3

圖3(a)擋板與斜面相垂直的情況;圖3(b)為擋板處于豎直狀態的情況;圖3(c)為兩斜面對稱放置,可以調節兩斜面的夾角為60°,得到兩臺秤的示數恰好等于物體的重力,當夾角為30°時,臺秤示數大于物體的重力,說明兩分力夾角的變化,則兩分力的大小也會隨之變化.