自制多功能斜面實(shí)驗(yàn)儀

關(guān)于斜面的實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生經(jīng)常把“斜面坡度”與“斜面高度”混淆。究其原因在于，教材中的斜面通過(guò)小木塊以及木板等進(jìn)行拼搭，讓學(xué)生潛意識(shí)地認(rèn)為是通過(guò)改變斜面高度來(lái)調(diào)整斜面。此外，現(xiàn)有的斜面實(shí)驗(yàn)裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以拆卸組裝、無(wú)法實(shí)現(xiàn)斜面角度的定量擋位設(shè)置等問(wèn)題。由此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款多功能斜面實(shí)驗(yàn)儀，以實(shí)現(xiàn)定量、標(biāo)準(zhǔn)、高效的斜面實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)材料

電鉆、拋光機(jī)、亞克力板、亞克力膠水、強(qiáng)力磁鐵、圓鐵片、貼紙（有角度顯示）、有機(jī)玻璃長(zhǎng)條、小球、小方塊、滾筒、彈簧測(cè)力計(jì)等。

實(shí)驗(yàn)制作

1.立板制作

立板（如圖1）采用厚0.4 cm的90°扇形面板，左下側(cè)設(shè)有平放斜面板的固定小孔，并在圓孔外側(cè)粘貼一扇形鐵片。立板右側(cè)圓弧面分別設(shè)有5°間隔的橢圓長(zhǎng)孔（用來(lái)固定斜面板的右側(cè)金屬軸）。立板小孔內(nèi)側(cè)粘貼有圓鐵片，用來(lái)吸合固定斜面板，圓弧外側(cè)粘貼有角度顯示的貼紙。立板右下側(cè)有方形卡槽，用于與站立支架交叉固定。

2.斜面板制作

斜面板（如圖2）主要由長(zhǎng)30 cm、寬11 cm、厚0.2 cm的亞克力板組成，斜面板內(nèi)外側(cè)粘貼有機(jī)玻璃長(zhǎng)條，內(nèi)側(cè)左右固定兩根金屬軸（用來(lái)固定到立板的小孔上）。金屬軸內(nèi)側(cè)固定有強(qiáng)力磁鐵（吸合立板上的鐵片）。斜面板滑面上設(shè)有刻度線，相鄰間隔距離為1 cm，紅色間隔線間距為5 cm，并粘貼有相應(yīng)數(shù)據(jù)的標(biāo)簽。

3.站立支架制作

站立支架（如圖3）主要由一款透明的梯形亞克力板組成，上底邊長(zhǎng)為0.4 cm，下底邊長(zhǎng)為10 cm，高為2.6 cm，并沿著上底邊向下開(kāi)一個(gè)寬0.4 cm、深1.3 cm的長(zhǎng)方形槽。其與立板的卡槽完美契合，起到固定立板的作用。

實(shí)驗(yàn)探究

實(shí)驗(yàn)通用操作步驟：①將站立支架插入立板的卡槽中。②將斜面板兩個(gè)螺桿分別插入立板的孔中，此時(shí)強(qiáng)力磁鐵與鐵片吸合。可以在圓弧處讀出斜面的坡度。③按照需求調(diào)整斜面板的坡度大小。

1.探究物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)方式與哪些因素有關(guān)

物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)方式與物體的形狀有關(guān)。如：斜面坡度為30°時(shí)，觀察小球和小方塊在斜面上的運(yùn)動(dòng)方式（如圖4）。

物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)方式與物體的擺放方式有關(guān)。如：斜面坡度為30°時(shí)，觀察六棱柱豎著擺放和橫著擺放在斜面上的運(yùn)動(dòng)方式。

物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)方式與斜面坡度大小有關(guān)。如：觀察小方塊分別在坡度為30°、60°的斜面上的運(yùn)動(dòng)方式。

2.斜面上運(yùn)動(dòng)小車(chē)的能量與什么因素有關(guān)

小車(chē)分別從不同坡度（5°、15°、25°）的斜面頂端開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，比較小車(chē)撞擊水平桌面上的小木塊行駛的距離（如圖5）。

同一斜面坡度（20°），小車(chē)分別在距離斜面底端8 cm、13 cm和18 cm處釋放，比較小車(chē)撞擊水平桌面上的小木塊行駛的距離。

3.探究斜面可以省力，斜面坡度越小越省力

在量程為2.5 N的彈簧測(cè)力計(jì)下端掛上重量約1 N的滾筒，不拉動(dòng)滾筒（只改變斜面坡度），在斜面坡度變化的過(guò)程中，觀察彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)變化（如圖6）。

在坡度不同的斜面上（30°、45°、60°），拉動(dòng)滾筒，觀察滾筒在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化。

實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

精準(zhǔn)有效，有效解決斜面5°間隔的快速精確自由設(shè)置。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于拆卸組裝。操作便捷，實(shí)驗(yàn)展示的通透度好，可視性強(qiáng)。一物多用，可以進(jìn)行斜面的一系列實(shí)驗(yàn)。

（作者單位：沈菲，浙江省杭州市蕭山區(qū)赭山小學(xué)；金亞軍，浙江省杭州市蕭山區(qū)朝暉小學(xué)）