电动数显多功能力学探究仪

邢台市一中九年级 李直幸

一、研究背景

我们在学习书本知识时，借助于对应的教学教具和实验装置，对加深所学知识的理解和掌握是有极大帮助的。尤其是对初次接触学习物理摩擦力、力的合成与分解和超重失重等相关知识的学生来说，物理随堂实验装置是非常必须的。

通过思考与创新，我们能否设计出一种多功能物理教具，从而改变现有教具携带不方便、测量不准确、单一性、缺乏趣味性的缺陷呢？针对现有物理教具中存在的以上问题，本设计旨在研制一种安全、方便、测量结果准确、有趣的多功能力学教具。

二、设计方案

针对上面提到的问题，我查阅相关书籍，网上查阅有关资料，并向老师请教。

在老师的指导下，经过多次优化设计思路及方案，我最终研制出一种新型物理教具，其主要结构如图1所示。

图1

图例说明：1-底座、2-连接销钉、3-斜板、4-双面摩擦板、5-重块、6-拉线、7-斜板支撑板。附件包括：电机、控制器、电源滑轮等。

三、制作

首先准备所需的材料：底座（90cm）、连接销钉、木板（85cm）、小车、钩码、拉线、斜板支撑架（可调节斜面角度）、低速直流电机、控制器、电源、滑轮、亚克力板、数显测力计等。

我们将准备好的各种材料收集起来，按照设计方案图纸拼装组合。完成后的实物图如图2所示。

四、实验操作方法

1.摩擦力实验探究。

木板平放，小车放在木板上，电机匀速拉动小车，可通过改变小车的压力（加减钩码），改变接触面粗糙程度（用固定架将不同粗糙面固定到木板上），改变小车接触面等条件来探究影响摩擦力的因素。

2.力的分解实验探究。

竖直向下的重力不变，通过斜板支撑架调节斜面角度，从而显示平行斜面的拉力大小发生变化（可读出示数），垂直斜面支持力也将随之变化。

3.超重失重实验探究。

将木板竖直，将拉线与电动机相连端取下，挂上不同的钩码，通过木板上定滑轮与小车测力计相连，使小车加速上升或加速下降，通过测力计的示数比较拉力与重力的大小，来探究失重和超重现象。

图2