自制多功能斜面實驗儀

關于斜面的實驗中，我們發現學生經常把“斜面坡度”與“斜面高度”混淆。究其原因在于，教材中的斜面通過小木塊以及木板等進行拼搭，讓學生潛意識地認為是通過改變斜面高度來調整斜面。此外，現有的斜面實驗裝置存在結構復雜、難以拆卸組裝、無法實現斜面角度的定量擋位設置等問題。由此，我們設計了一款多功能斜面實驗儀，以實現定量、標準、高效的斜面實驗。

實驗材料

電鉆、拋光機、亞克力板、亞克力膠水、強力磁鐵、圓鐵片、貼紙（有角度顯示）、有機玻璃長條、小球、小方塊、滾筒、彈簧測力計等。

實驗制作

1.立板制作

立板（如圖1）采用厚0.4 cm的90°扇形面板，左下側設有平放斜面板的固定小孔，并在圓孔外側粘貼一扇形鐵片。立板右側圓弧面分別設有5°間隔的橢圓長孔（用來固定斜面板的右側金屬軸）。立板小孔內側粘貼有圓鐵片，用來吸合固定斜面板，圓弧外側粘貼有角度顯示的貼紙。立板右下側有方形卡槽，用于與站立支架交叉固定。

2.斜面板制作

斜面板（如圖2）主要由長30 cm、寬11 cm、厚0.2 cm的亞克力板組成，斜面板內外側粘貼有機玻璃長條，內側左右固定兩根金屬軸（用來固定到立板的小孔上）。金屬軸內側固定有強力磁鐵（吸合立板上的鐵片）。斜面板滑面上設有刻度線，相鄰間隔距離為1 cm，紅色間隔線間距為5 cm，并粘貼有相應數據的標簽。

3.站立支架制作

站立支架（如圖3）主要由一款透明的梯形亞克力板組成，上底邊長為0.4 cm，下底邊長為10 cm，高為2.6 cm，并沿著上底邊向下開一個寬0.4 cm、深1.3 cm的長方形槽。其與立板的卡槽完美契合，起到固定立板的作用。

實驗探究

實驗通用操作步驟：①將站立支架插入立板的卡槽中。②將斜面板兩個螺桿分別插入立板的孔中，此時強力磁鐵與鐵片吸合。可以在圓弧處讀出斜面的坡度。③按照需求調整斜面板的坡度大小。

1.探究物體在斜面上的運動方式與哪些因素有關

物體在斜面上的運動方式與物體的形狀有關。如：斜面坡度為30°時，觀察小球和小方塊在斜面上的運動方式（如圖4）。

物體在斜面上的運動方式與物體的擺放方式有關。如：斜面坡度為30°時，觀察六棱柱豎著擺放和橫著擺放在斜面上的運動方式。

物體在斜面上的運動方式與斜面坡度大小有關。如：觀察小方塊分別在坡度為30°、60°的斜面上的運動方式。

2.斜面上運動小車的能量與什么因素有關

小車分別從不同坡度（5°、15°、25°）的斜面頂端開始運動，比較小車撞擊水平桌面上的小木塊行駛的距離（如圖5）。

同一斜面坡度（20°），小車分別在距離斜面底端8 cm、13 cm和18 cm處釋放，比較小車撞擊水平桌面上的小木塊行駛的距離。

3.探究斜面可以省力，斜面坡度越小越省力

在量程為2.5 N的彈簧測力計下端掛上重量約1 N的滾筒，不拉動滾筒（只改變斜面坡度），在斜面坡度變化的過程中，觀察彈簧測力計的讀數變化（如圖6）。

在坡度不同的斜面上（30°、45°、60°），拉動滾筒，觀察滾筒在勻速運動過程中彈簧測力計的示數變化。

實驗優點

精準有效，有效解決斜面5°間隔的快速精確自由設置。結構簡單，便于拆卸組裝。操作便捷，實驗展示的通透度好，可視性強。一物多用，可以進行斜面的一系列實驗。

（作者單位：沈菲，浙江省杭州市蕭山區赭山小學；金亞軍，浙江省杭州市蕭山區朝暉小學）