曲線運動的速度方向演示裝置

劉明?！≈煜蜿?/p>

教具裝置圖

如圖1所示,演示器由電動機驅(qū)動的轉(zhuǎn)動盤、磁片和磁性書寫板等組成。

特點和用途

特點:利用磁性書寫板顯現(xiàn)物體做曲線運動的軌跡,實時記錄質(zhì)點在任意時刻速度的方向,提高演示現(xiàn)象的可見度。用途:用于高一物理“曲線運動”一節(jié)的演示教學(xué),演示做曲線運動的物體在任意時刻速度的方向。

制作材料

市售兒童磁性書寫板(選用書寫面積為30 ㎝×25 ㎝左右的)1塊,釹鐵硼超強磁片1個,小電動機1只,透明塑料圓盤1塊(直徑12 ㎝左右),鐵皮、木條、木塊、螺釘、導(dǎo)線、干電池等。

制作方法

如圖2所示,用螺釘把木條豎直地固定在木塊的側(cè)面上作電機的支撐座。木條上端用銼刀打磨成凹面,把電動機(可從廢舊單放機、復(fù)讀機上取用)放在凹面上,剪取1塊大小合適的鐵皮壓住電機后,再用2顆螺釘把鐵皮固定在木塊的兩側(cè)面上(為了便于固定電機,在安裝時可在電機與木條和鐵皮接觸處各放1塊氣球皮)。在木條的下端安裝2顆螺絲作接線柱,把電機的2根電源線分別接在接線柱上,供外接電源用。在透明塑料圓盤中心處鉆個大小合適的小孔,把中性筆筆芯上用于連接筆芯和筆頭的“直接”(拔除筆頭金屬體,切去與筆芯連接的部分)插入孔內(nèi),并用熱熔膠把“直接”和圓盤焊接牢固。在圓盤的邊緣處用透明膠帶固定一小塊鐵片,用于吸附磁片。把圓盤的“直接”套在電機的軸上,圓盤和電機的轉(zhuǎn)軸便連成一體,當(dāng)電機通電時,吸附在小鐵片上的釹鐵硼超強磁片便隨圓盤做圓周運動。

釹鐵硼超強磁片可從某些商品的包裝盒上取得(某些中秋月餅、化妝品的包裝盒和皮帶上的磁扣有此類磁鐵)。

演示方法和現(xiàn)象

1)用鐵架臺把書寫板豎直地固定在桌面上。2)把釹鐵硼超強磁片吸附在轉(zhuǎn)動盤的小鐵片上,移動支撐座,使轉(zhuǎn)動盤上的磁片與書寫板面接觸。3)用2節(jié)干電池給電機供電,接通電源,此時由于轉(zhuǎn)動盤上的磁片與書寫板面接觸,書寫板面對轉(zhuǎn)動盤的阻礙較大,所以電機不會轉(zhuǎn)動。然后,移動支撐座使轉(zhuǎn)動盤上的磁片離開書寫板面。4)在磁片離開書寫板面的過程中,電機帶動轉(zhuǎn)動盤由慢到快地轉(zhuǎn)動起來,磁片也隨轉(zhuǎn)動盤做圓周運動,并把書寫板內(nèi)的磁性物質(zhì)吸起,形成圓周運動的軌跡。當(dāng)電機轉(zhuǎn)速增大到一定值時,磁片做圓周運動所需的向心力大于鐵片的吸引,磁片便脫離鐵片沿圓周切線方向飛出,并在書寫板上“畫”出切線軌跡,這就是做曲線運動的磁片(質(zhì)點)在某一時刻的速度方向(圖1)。

(作者單位:江西省信豐中學(xué))