曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向演示裝置

劉明?！≈煜蜿?yáng)

教具裝置圖

如圖1所示,演示器由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)、磁片和磁性書(shū)寫(xiě)板等組成。

特點(diǎn)和用途

特點(diǎn):利用磁性書(shū)寫(xiě)板顯現(xiàn)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡,實(shí)時(shí)記錄質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻速度的方向,提高演示現(xiàn)象的可見(jiàn)度。用途:用于高一物理“曲線運(yùn)動(dòng)”一節(jié)的演示教學(xué),演示做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻速度的方向。

制作材料

市售兒童磁性書(shū)寫(xiě)板(選用書(shū)寫(xiě)面積為30 ㎝×25 ㎝左右的)1塊,釹鐵硼超強(qiáng)磁片1個(gè),小電動(dòng)機(jī)1只,透明塑料圓盤(pán)1塊(直徑12 ㎝左右),鐵皮、木條、木塊、螺釘、導(dǎo)線、干電池等。

制作方法

如圖2所示,用螺釘把木條豎直地固定在木塊的側(cè)面上作電機(jī)的支撐座。木條上端用銼刀打磨成凹面,把電動(dòng)機(jī)(可從廢舊單放機(jī)、復(fù)讀機(jī)上取用)放在凹面上,剪取1塊大小合適的鐵皮壓住電機(jī)后,再用2顆螺釘把鐵皮固定在木塊的兩側(cè)面上(為了便于固定電機(jī),在安裝時(shí)可在電機(jī)與木條和鐵皮接觸處各放1塊氣球皮)。在木條的下端安裝2顆螺絲作接線柱,把電機(jī)的2根電源線分別接在接線柱上,供外接電源用。在透明塑料圓盤(pán)中心處鉆個(gè)大小合適的小孔,把中性筆筆芯上用于連接筆芯和筆頭的“直接”(拔除筆頭金屬體,切去與筆芯連接的部分)插入孔內(nèi),并用熱熔膠把“直接”和圓盤(pán)焊接牢固。在圓盤(pán)的邊緣處用透明膠帶固定一小塊鐵片,用于吸附磁片。把圓盤(pán)的“直接”套在電機(jī)的軸上,圓盤(pán)和電機(jī)的轉(zhuǎn)軸便連成一體,當(dāng)電機(jī)通電時(shí),吸附在小鐵片上的釹鐵硼超強(qiáng)磁片便隨圓盤(pán)做圓周運(yùn)動(dòng)。

釹鐵硼超強(qiáng)磁片可從某些商品的包裝盒上取得(某些中秋月餅、化妝品的包裝盒和皮帶上的磁扣有此類(lèi)磁鐵)。

演示方法和現(xiàn)象

1)用鐵架臺(tái)把書(shū)寫(xiě)板豎直地固定在桌面上。2)把釹鐵硼超強(qiáng)磁片吸附在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)的小鐵片上,移動(dòng)支撐座,使轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的磁片與書(shū)寫(xiě)板面接觸。3)用2節(jié)干電池給電機(jī)供電,接通電源,此時(shí)由于轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的磁片與書(shū)寫(xiě)板面接觸,書(shū)寫(xiě)板面對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)的阻礙較大,所以電機(jī)不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。然后,移動(dòng)支撐座使轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的磁片離開(kāi)書(shū)寫(xiě)板面。4)在磁片離開(kāi)書(shū)寫(xiě)板面的過(guò)程中,電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)由慢到快地轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),磁片也隨轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)做圓周運(yùn)動(dòng),并把書(shū)寫(xiě)板內(nèi)的磁性物質(zhì)吸起,形成圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速增大到一定值時(shí),磁片做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大于鐵片的吸引,磁片便脫離鐵片沿圓周切線方向飛出,并在書(shū)寫(xiě)板上“畫(huà)”出切線軌跡,這就是做曲線運(yùn)動(dòng)的磁片(質(zhì)點(diǎn))在某一時(shí)刻的速度方向(圖1)。

(作者單位:江西省信豐中學(xué))