平拋演示實驗的改進

殷海洋

(泗陽致遠中學 江蘇 宿遷 223700)

平拋演示實驗的改進

殷海洋

(泗陽致遠中學 江蘇 宿遷 223700)

演示實驗是物理教學的一個重要組成部分.它的主要作用是直觀、具體、形象地展示出抽象的物理規律.課本上有很多演示實驗，但有的演示實驗在反映物理規律方面有時現象不太清晰或不理想.但稍作改動效果就可能非常好.

在高一物理課本必修2(普通高中課程標準實驗教科書、人教版)“3.拋體的運動規律”這一節中有一演示實驗.

如圖1所示，用一小錘打擊彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，同時B球被松開，自由下落，A，B球同時開始運動.觀察兩球哪個先著地？這一實驗是用來說明平拋的A球運動的豎直分量為自由落體運動.實驗中關鍵的一點是要確定A，B兩球是否同時落地，是則實驗成功，否則實驗失敗.實驗設置的目的是讓實驗者在實驗時通過眼睛觀察小球是否同時落地或通過聽兩球落地的聲音來判斷小球是否同時落地.但由于小球處于運動中且速度很快，用眼睛來觀察小球落地時的狀態是很困難的；而小球落地的瞬間會快速反彈幾次，通過耳朵聽小球落地的聲音來判斷兩球是否同時落地幾乎不可能.但教材及教參都是這樣設置的.

圖1 教材中的實驗裝置示意圖

筆者認為只要對實驗作一些小小的改進，就會很清楚地觀察到同時落地這一結果且不會產生歧義，改進后的裝置如圖2所示，在原裝置的基礎上引進兩個不同顏色的發光二極管(LED)，在小球落地的位置各裝上一對薄銅片(處在上方的銅片稍微大些)，并將其作為兩發光二極管(LED)的電路開關，電路如圖3所示.

圖2 改進后的實驗裝置

圖3 改進裝置的電路圖

當兩球落下時分別打擊兩處的銅片，使上方的銅片與下面的銅片接觸，兩電路同時被接通，兩發光二極管(LED)同時發光.這就很好地說明了兩球同時落地這一結果.這樣就非常直觀且非常明顯地證明A球在豎直方向與B球的運動規律完全相同，即自由落體運動.實驗裝置中可將兩燈裝在一起以便于學生觀察，為了使小球準確地落在銅片上，可將小錘柄固定在一點“O”，使小錘能繞“O”點轉動，在適當的位置固定一定位栓，使小錘每次都從同樣的高度擺下來，保證每次的打擊力度相等，從而保證A球能準確地打到銅片上.

2017-02-07)