自制“力的合成與分解”演示器

力的合成和分解是高一物理的力學的重點實驗，教材中的演示實驗存在以下不足：（1）沒有實驗支架，不易固定橡皮條和滑輪；（2）不易準確的確定兩個分力的方向；（3）下面繩子上的鉤碼容易和桌面接觸，影響實驗結果；（4）不易演示分力大于合力的情況；因此可操作性不強。為此，筆者自制了力的合成分解演示器，如圖1所示：

1 木板1的制作

取一塊長約60cm、寬約40cm、厚約1cm的木板，用圓規作一個半圓，圓心在木板的中心線上，沿半圓開一個小縫，此小縫用來固定和移動三個滑輪?；喌霓D軸可以沿圓弧移動，用來調整兩分力的方向和合力的方向。

2 木板2制作

取一塊長約60cm、寬約40cm、厚約1cm的木板，沿中心豎直開個小縫，固定在支架上，此小縫用來上下方便調整角度盤的位置，以便記錄橡皮筋末端的位置。在小縫的正下方鉆一個小孔，用螺母穿過作為橡皮筋的固定點，右下方做個正方體盒子，用來裝鉤碼。在兩塊長方體之間，用一個寬度約2cm厚1cm長約60cm的小木條，用膠鏈連接成一個整體，使上下兩塊可以折疊。用支架把它固定。

3 角度盤和滑輪的制作

用一塊薄鐵皮把它做成一個直徑為20cm的量角器的形狀，用白油漆在上面標出特殊角度和圓心，在后面用電焊把直徑為5mm螺絲固定在其中央(帶螺母)，做成一個角度盤（圖2，a）。

用實驗室的滑輪把軸用鐵絲替換，把軸心和螺絲用電焊連接，用來在木板上固定和移動滑輪。螺母都用蝴蝶形的，可以用手旋轉。做三個這樣的滑輪(圖2，b)。

4 連接小木條的制作

用寬度約2cm、厚約1cm、長約60cm的小木條兩條，把其中一條從中間鋸斷，重疊起來左右對稱地用螺母固定，后面被鋸斷的兩條可以轉動到和前面那條垂直，用來使上下兩塊木板折疊和展開為一個平面(圖3)。

用鉸鏈把小木條和木板1、2連接起來，使豎直小縫和上面圓心在一條豎線上，整個裝置就做好了。

5 此裝置的優點

(1)可視性較好，整個裝置很大，可演示的力的范圍大；

(2)容易方便的調節記錄橡皮筋末端的位置和滑輪的位置，記錄合力和分力的方向；

(3)可以演示分力等于或大于合力的情況，鉤碼被舉得高高的，滑輪和鉤碼可以移動的空間很大，不容易與桌面接觸；

(4)可以方便地攜帶鉤碼，不用再帶鉤碼盒；

(5)使用時把木板1支起來，轉動小木條后面木條，使木板1和2在一個平面上，不用時可以把裝置折疊起來，縮小了器材占用的空間，保存方便。

(欄目編輯王柏廬)

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