自制“斜面上物体重力分解演示仪”

吴必龙

(江苏省丹阳高级中学,江苏 丹阳 212309)

力的分解是高一学生较难理解的内容.为了让学生能够按力产生的效果对斜面上重力进行分解,并且直观地根据看到产生的效果来透彻理解斜面上重力的分解,笔者自制了一个“斜面上物体重力分解演示仪”,在赛课中成为一个亮点.

1 实验装置示意图(图1)

图1

2 仪器制作

2.1 材料

两块木板(50cm×12cm)、厚木板(100cm×20cm×3cm)、量角器(80cm)、两个小台秤.

2.2 制作

(1)在底座上固定两个直角铁片,中间预留螺丝孔.

(2)用合页将两块木板连接,将合页的轴去掉,用长螺丝替代.

(3)在量角器的圆心位置钻一小孔.

图2

(4)如图2所示,将长螺丝穿过前角铁、合页、后角铁、量角器,并用蝴蝶螺丝固定.

(5)用可以固定的滑轨将小台秤用装在木板上,小台秤在木板上可以停在指定位置.

2.3 台秤的改装

(1)由于台秤上测量值是质量(单位为g),可以将台秤的显示屏进行改造,把小数点前移2位.用记号笔在屏幕上点一小圆点,作为小数点,数字后面写上单位“N”.

(2)将小台秤的显示屏取出,固定在台秤的侧面,且垂直放置,方便观察读数.

3 实验操作

(1)将本教具置于水平桌面上,调整好两木板的角度,旋紧固定螺丝.

(2)按下小台秤上的“ON/OFF”按钮,台秤开启,自动清零(具有去皮功能).

(3)将重物(最好用圆柱形)放在斜面上,重物压紧两斜面的力就可以通过台秤的示数显示出来.

(4)课堂中通常演示的几种特殊情况,如图3所示.

图3

图3(a)挡板与斜面相垂直的情况;图3(b)为挡板处于竖直状态的情况;图3(c)为两斜面对称放置,可以调节两斜面的夹角为60°,得到两台秤的示数恰好等于物体的重力,当夹角为30°时,台秤示数大于物体的重力,说明两分力夹角的变化,则两分力的大小也会随之变化.