常見物理儀器的改裝

在最近幾年的中考，經常會出現根據物理知識對常見的物理儀器進行改裝的試題，旨在考察學生靈活應用知識、解決實際問題和學生的應用知識進行創新的能力。下面筆者將有關儀器改裝的例子簡介如下：

一、根據函數關系對常見的物理儀器進行改裝

我們常見的物理儀器往往只能直接測量一個比較簡單的物理量，例如用彈簧秤只能測出力的大小，而不能直接測出密度的大小;用量筒只能直接測出物體的體積，而不能直接測出物體在水中受到的浮力的大小。下面舉幾個例子通過與數學中的函數相結合對儀器進行改裝，改裝后可以直接測量以前需兩件或更多的儀器才能完成的物理量。

例1：將量筒改裝成可以直接測量物體在水中所受浮力大小的裝置

分析：用量筒可以用排水法直接測出固體浸入水中的體積，根據f浮=ρ水gv排，由于ρ水是個定值，所以物體在水中的浮力與物體排開水的體積成正比。先改裝步驟如下：

①在量筒內到入一定量的水，將水面所對的刻度標為0刻度，并順次找到10cm3 、20cm3、30cm3、、、1cm3 、2cm3 、3cm3 、、、

②改裝刻度盤

③使用：將被測物體放在量筒內的水中，根據水面所對的刻度直接讀出物體所受的浮力的大小。

二、“微小放大原理”改裝儀器

所謂“微小放大”原理是指將微小的變化放大，從而達到清晰可見的目的。微小放大原理有如下兩種情況：

（一）杠桿原理?L1?0

如圖（2），當L1>L2時，h2>h1，即左邊的杠桿下降比較段的距離，右邊的杠桿即可上升較高的距離。

例2：給你一塊橡皮膜、一個茶杯、一根吸管、一把刻度尺、線繩、膠帶請你設計制作一個簡易氣壓計，你能根據該氣壓計比較每天大氣壓的變化。

分析：本試題是2002年青島中考試題，其考查的是大氣壓的作用和杠桿的放大作用。

制做方法：用線繩給茶杯口扎上橡皮膜，將吸管的一端用膠帶固定在橡皮膜的中央，注意綁時塑料吸管伸出的長度要遠大于固定在橡皮膜上的長度，在吸管的自由端指向直立的刻度尺。

（二）光的反射

在光的反射中，也存在著兩種情況一種是由于平面鏡的旋轉，一種是平面鏡的平移。

三、力和電相結合組裝儀器

例3、如圖 （5）是一種自動測定油箱內油面高度的裝置，

R是滑動變阻器，它的金屬滑片是杠桿的一端，從油量表（由電流表改裝而成）指針所指的刻度，就可以知道油箱內油面的高度，其工作原理如下：

當從油箱放油時，油面下降，浮標向下移，由于杠桿的作用，滑片向上移，接入電路中的電阻變大，電流變小，顯?圖（5示油箱內油量減少。

在上題中，應用到杠桿的作用和電路中滑動變阻器的作用。

制成能夠顯示握力大小的握力計。

總之由于物理儀器的改造要涉及到較多的物理知識，其中有力學、光學、電學等知識，所以相對難度較大，但只要我們找到規律并不可怕。

張秀芹?山東省青島市嶗山區第三中學