“比較韌性”實驗改進

郭嘯天

《比較韌性》實驗涉及4種材料，具體方法是在木片、卡紙片、鐵片、塑料片的一端用重物壓著，另一端掛上一個鉤碼，通過觀察四種材料片伸出5 cm、10 cm、15 cm時的彎曲程度，從而來比較它們的韌性（如圖1）。筆者在實際操作時發現要找到厚度和寬度相同的4種材料片有一定的難度，就算找到或是制作出了合適的材料片，如何在前端掛上鉤碼又是一個難題。

實驗材料

1個大小合適的紙盒（紙盒的長度不能超過吸管）、4根吸管、3根相同粗細的材料棒（塑料棒、木棒、鐵棒）、3根小皮筋、1把直尺、1支記號筆、1把剪刀、1張A4紙、細棉線、50 g鉤碼、雙面膠、透明膠若干。

實驗制作

1.先用直尺確定紙盒相對兩面6個孔的位置，小孔距離紙盒上沿2 cm，小孔間距5 cm，用剪刀打好孔并插入吸管（如圖2）。

2.用細棉線分別將小皮筋綁在距離3種材料棒一端的0.5 cm處，用記號筆分別在3種材料棒上標出5 cm、10 cm、15 cm的位置（如圖3）。

3.在A4紙上劃出一系列長15 cm、等間距的平行線?！傲憧潭取本嚯x紙張上沿2 cm，使“零刻度”與紙盒的上沿相平。用雙面膠將A4紙粘在紙盒上，超出部分用剪刀裁去。用雙面膠將剩余的一根吸管粘在紙盒與A4紙之間，以便讓紙張平整。

4.在紙盒中放入若干鉤碼，用膠帶封好。將3根材料棒分別插入3根吸管，掛好鉤碼，調節伸出長度，即可比較材料韌性。

實驗方法

1.將紙盒置于桌面上，使紙盒邊緣與桌子邊緣相平。

2.將吸管插入紙孔，使吸管平的一端與紙盒孔邊緣相平。

3.將3根材料棒分別以塑料棒、木棒、鐵棒的順序依次插入3根吸管中。

4.將3個50 g的鉤碼分別掛在塑料棒、木棒、鐵棒末端的小皮筋上。

5.將3根材料棒分別伸出5 cm、10 cm、15 cm的距離，觀察時視線平視，即可比較三者的韌性（如圖4）。

實驗優點

可以保證裝置的穩定性和實驗的公平性，在調節材料棒的伸出長度時，保持一致性。

裝置操作簡單，可以重復使用。材料棒末端的小皮筋上可以自由懸掛重物，非常適合開展分組實驗。材料棒的彎曲程度明顯，易于觀察、對比，便于得出結論。

便于進行拓展實驗，加深理解。分別用1根、2根、3根塑料棒，在末端均掛1個50 g的鉤碼，驗證材料粗細對韌性的影響。