超重失重演示儀的制作

摘要：本文通過(guò)提供了一種取材容易、制作簡(jiǎn)單、演示效果明顯的演示儀器，讓學(xué)生切身的感受超重和失重現(xiàn)象，克服教材演示實(shí)驗(yàn)的局限性。

關(guān)鍵詞：超重；失重；演示儀

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-6148（2013）4（S）-0054-2

“超重和失重”是高中物理的重要教學(xué)內(nèi)容，為了讓學(xué)生切身感受超重和失重現(xiàn)象，教科書(shū)上以物體在加速上升（減速下降）和減速上升（加速下降）的電梯里視重大小的變化來(lái)讓學(xué)生感受超重和失重或者以學(xué)生在體重計(jì)上下蹲、起立時(shí)體重計(jì)上示數(shù)的變化來(lái)演示超重、失重現(xiàn)象。

但筆者認(rèn)為，教科書(shū)上的這些方法都存在一定的局限，譬如不利于在課堂上演示，難以讓學(xué)生身臨其境。筆者根據(jù)對(duì)超重、失重原理的理解，設(shè)計(jì)出了一套取材方便、造價(jià)便宜、原理簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器，介紹如下。

制作材料

有機(jī)玻璃板（或木板）、彈簧測(cè)力計(jì)1只、導(dǎo)線若干、5號(hào)電池1對(duì)、電池盒、發(fā)光二極管2個(gè)（一個(gè)紅色，一個(gè)綠色）、AB膠、橡皮筋、焊錫、重物（200g），鐵釘、銅片、銅絲導(dǎo)線。

演示儀器結(jié)構(gòu)

如圖1所示

制作方法

（1）選取一塊長(zhǎng)為30cm、寬為20cm的有機(jī)玻璃板A，再選一塊高為60cm、寬為10cm的有機(jī)玻璃板B，把其分為10cm和50cm的兩段并畫(huà)上紅線作為標(biāo)記，在紅線處彎成一個(gè)直角，如圖1所示粘合在有機(jī)玻璃板A上。

（2）在有機(jī)玻璃板B的頂端2～3cm處粘合兩個(gè)有機(jī)玻璃塊把彈簧測(cè)力計(jì)固定在兩個(gè)有機(jī)玻璃塊之間。

（3）用電烙鐵把鐵釘焊接在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤處（鐵釘?shù)牧硪欢斯潭▌兞似さ你~絲導(dǎo)線），掛鉤下固定2根橡皮筋，在兩根橡皮筋下面懸掛一個(gè)重物。

（4）取一小塊有機(jī)玻璃板C，在其兩邊對(duì)稱(chēng)的位置上固定銅片，中間留出一2mm的縫隙，當(dāng)重物在豎直方向上靜止時(shí)，調(diào)節(jié)有機(jī)玻璃板C的位置，使銅絲導(dǎo)線剛好位于縫隙處。

（5）把一個(gè)5號(hào)電池盒安裝在彈簧測(cè)力計(jì)的后面，把電源的正極接線柱與彈簧測(cè)力計(jì)上端的圓環(huán)相連接，其負(fù)極接線柱與上面的綠色二極管的負(fù)極相連，二極管的正極和上面銅片相連。同理連接下面的紅色二極管。

演示方法

演示時(shí)只需把重物向下拉動(dòng)一段位移，松開(kāi)手后。重物帶動(dòng)鐵釘做近似簡(jiǎn)諧振動(dòng)。當(dāng)鐵釘與下面的銅片接觸時(shí)，此時(shí)紅燈亮（表示超重），讀出彈簧測(cè)力計(jì)上的最大示數(shù)。可以觀察到此示數(shù)大于物重。當(dāng)鐵釘與上面的銅片接觸時(shí)，此時(shí)綠燈亮（表示失重），讀出彈簧測(cè)力計(jì)的最小示數(shù)，可以觀察到此示數(shù)小于物重。

實(shí)驗(yàn)效果

筆者用所做的實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)演示超重和失重現(xiàn)象時(shí)，操作簡(jiǎn)單，定性演示效果明顯，能夠讓學(xué)生身臨其境地感受到超重和失重現(xiàn)象。

演示儀器優(yōu)點(diǎn)

（1）儀器取材容易、制作簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、節(jié)約經(jīng)費(fèi)、特別適用于貧困、落后地區(qū)的學(xué)校使用。

（2）儀器裝上了紅綠色的二極管，在演示時(shí)能引起學(xué)生的好奇心，演示時(shí)生動(dòng)有趣，并且儀器的顯示部分（彈簧測(cè)力計(jì)、指示燈）在操作中始終保持靜止，便于觀察。

（3）儀器輕巧，演示實(shí)驗(yàn)、隨堂實(shí)驗(yàn)均易使用，克服了書(shū)上實(shí)驗(yàn)不易在課堂演示的缺陷。

（4）可以指導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手制作，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究及創(chuàng)新能力。

（欄目編輯 王柏廬）