【設計思路】
高中物理在講平拋運動的特點和規(guī)律時,原有的實驗儀器可視效果差,說服力不強,學生不易接受。比如,平拋運動是水平方向的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體的合運動,這一點在原有實驗中很難體現出來。
為了解決這個問題,最好的辦法就是從改進演示儀器入手,讓學生通過實驗親自觀察和分析來解決。怎樣來體現平拋運動是水平方向的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體的合運動?這是改進儀器的關鍵,經過多次嘗試終于做成了一臺《平拋運動演示儀》,如圖1所示。
圖1
【圖中部件名稱】
【制作方法】
(1)做演示板 鋸一塊長約70 cm、寬約50 cm的木板。
(2)做電磁鐵 取一個直徑為0.5 cm的熟鐵棍,截取約4 cm長3段,分別在上邊繞約300匝漆包線,留出兩個頭待接。
(3)做斜面軌道 找兩根裝修用的凹型鋁合金條(其他也可),其槽寬度小于鐵球的直徑,分別在1/5、1/2處折成如圖2形狀,
圖 2
拐彎處不要折成死彎,以免小球在上邊滾動時阻力太大,兩個斜面長度和角度一定要相等以保證兩個小球滾出斜面時速度相等。
(4)做分開關 找一塊角鐵片(或鋁片),在其中的一個平面上打一個孔,用螺絲釘穿過小孔,固定在木板上,在板的后面將導線與螺絲釘相連.從常見的多股銅導線中抽出一根銅絲,彎成如圖3所示形狀,用螺絲釘把銅絲的一端固定在木板上,在板后面與導線相連,另一端與角鐵緊密接觸。
圖3 圖4
(5)做支架 取兩塊木板,鋸成如圖4所示形狀,固定在底座上.將木板插入支架的槽中。
(6)做托板 取一塊長65 cm、寬45 cm木板,打個槽(放玻璃),上邊的托板用一塊長20 cm?、寬3 cm固定在大木板上。
圖5圖6
(7)做底座 取一塊長20 cm、寬10 cm的木板,做成如圖5所示的形狀。
(8)連接電路 按電路圖連接好電路。見圖6 電路圖
【演示方法】
(1)閉合總開關,在上邊的兩個電磁鐵上各吸一個小鐵球,然后斷開總開關,上面軌道上的小鐵球因電磁鐵失去磁性下滑,撞開分開關,使另一小鐵球也失去磁性而下落,即兩個小球同時一個做平拋運動,另一個做自由落體運動.可讓學生觀察到兩個小球同時落地現象,以驗證平拋運動的小球在豎直方向做自由落體運動。
(2)閉合總開關,在兩個斜面的電磁鐵上各吸一個小鐵球,然后斷開總開關,可觀察到兩個斜面上的小球下滑到斜面末端時,一個做平拋運動一個做勻速直線運動。當上邊的小球落地時,下邊的小球恰好同時到達上方小球的落地點。以此驗證平拋運動的小球在水平方向做勻速直線運動。
(3)閉合總開關,在3個電磁鐵上各吸一個小鐵球,然后斷開總開關,可觀察到3個小球的運動情況和落地情況。
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