胡学智
1制作背景
探究二力平衡是人教版8年级下册第8章第2节的内容。传统的探究实验是把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘里加砝码,观察小车在什么条件下会保持静止状态不变。传统器材在操作中,由于受带滑轮木板长度比讲桌短的因素的影响,实验时必须要找一个小的凳子把木板支起来,使两边的托盘或悬挂的钩码能自然下垂,操作起来比较麻烦。
利用轻质的塑料片来探究这个实验,各种参考资料中都有介绍。但是如何让实验器材更简化,组装更容易,操作更简单呢?其实实验室里有很多废弃的定滑轮,把它们用粗铁丝做成的支架组装起来就行了。小改动,让器材结构简单,携带方便,操作起来也很容易,利于观察实验现象,提高了实验的效率。
2制作材料
长度为50 cm的粗铁丝1根,实验室废弃的其他器材上的定滑轮2个,废旧托盘2个和用细铁丝弯成的挂钩2个(托盘也可以用另外2个挂钩代替),轻质硬塑料片2块,30 cm长的粗棉线2根,铁架台1个。
3制作过程
(1)如图1所示,截取长度为50 cm的粗铁丝1根,弯成1个弧形支架。支架两端弯成钩状,把定滑轮固定在两端。
(2)如图2所示,取两根长度为30 cm的粗棉线,每根棉线的两端分别系上用细铁丝弯成的小铁钩和托盘。
(3)如图3所示,在中点位置把弧形支架固定在铁架台上。分别将两根棉线穿过定滑轮,并把小铁钩挂在打有小孔的轻质硬塑料片上,组装好实验装置。
4实验过程
(1)将二力平衡演示器放置在水平桌面上,使塑料片处于静止状态。分析此时塑料片在水平方向受到向左和向右的拉力,这个拉力等于托盘及盘中钩码的总重量。
(2)向一个托盘中增加一个钩码,从而使塑料片受到的两个方向上的拉力不相等,观察塑料片是否处于静止状态。分析得出二力平衡时两个力的大小必须要相等的结论。
(3)改变一个拉力的方向,使两边的小挂钩都挂在硬塑料片的一端,即都向左或都向右拉塑料片,观察塑料片是否处于静止状态。分析得出二力平衡时两个力的方向必须要相反的结论。
(4)用剪刀把塑料片从中间剪断,原来作用在同一张塑料片上的力变成分别作用在两张塑料片,观察两张塑料片是否处于静止状态。分析得出二力平衡时两个力必须作用在同一物体上的结论。
(5)重新换一块塑料片,将塑料片旋转一定角度,使作用在塑料片上的两个力的方向不在同一直线上,松开手后,观察塑料片是否处于静止状态。分析得出二力平衡时两个力必须作用在同一直线上的结论。