自制小实验讲解重力难点

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  “重力基本相互作吊”一节内容编排在《高中物理》(必修1)第三章第一节中,这部分知识,是本章的一个基础性的重点,本节从力的概念入手来研究分析重力,重力的三要素大小、方向、作用点一~重心,是本节的重点和难点;为了便于学生接受,笔者在处理这部分知识时,自己动手设计了几个小实验。来增强学生的学习兴趣。加深学生理解,在实际教学过程中起到了良好的效果。
  
  1 倒滚的圆锥
  
  《商中物理》(必修1)鲁科版第60页迷你小实验如图1:
  为了便于操作,笔者进行了改进,
  (1)用粘土、水泥、沙子加少量水和泥做成双圆锥体(如图2)。
  (2)用不锈钢管,三角架焊制成一端窄,一端宽;窄端低宽端高的V字形支架(如图3)。
  (3)把双圆锥体放到支架的底端便向高处滚去(如图4)。
  把双圆锥体放在V字型轨道的低端,松手后锥体便会自动地滚上这个斜坡,到达高端后停住。锥体与轨道的形状,它们配合起来巧妙地利用了重心运动定理,而给人以向上滚动的错觉。实际上锥体的重心由轨道的低端向高端是逐渐下降的(如图5)。自制仪器支架较高,双圆锥体较大便于学生观察,能很好的完成实验,效果良好。
  
  2 不倒翁
  
  重心越低,物体越稳定,不倒翁就是利用其重心低不易倒的原理做成的。
  (1)随便找个鸡蛋,一端打个小洞倒出里面的蛋清和蛋黄,蛋壳晾干(如图6)。
  (2)由小洞口放入几粒沙子,可把热的蜡烛油倒入洞中。遇冷凝固固定沙子。
  (3)用白纸做个小帽,并画个笑脸,不倒翁做成(如图7)。
  不倒翁静止时重心最低,在受到外力的作用时,重心升高就要失去平衡,而在外力去除后,不倒翁向重心低的状态运动即能自行回复到平衡状态,其原理与上滚的圆锥体相同。
  
  3 倾角仪
  
  重力的方向竖直向下,利用其性质做成倾角仪如下:
  (1)先在自纸上作图,画出大点的半圆,标出圆心;用圆规准确标出角度,竖直方向定为0度,左右每10度为一大格,各共90度。
  (2)找一平直薄木板,要求下边一定平直。
  (3)贴上白纸,圆心处钉上小细钉,系上细线,下端固定一个小钩码或重锤。
  (4)竖直时细线与0刻度线对齐(如图8)。
  (5)木板倾角为20度(如图9)。
  本倾角仪可以测量楼面、路面是否水平,测量各物体的倾角;简单、准确、易操作。
  
  (栏目编辑 王柏庐)
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