自制“力的分解、分力關(guān)系演示儀”

劉明河+孟令珍

高中物理教學(xué)中，“力的分解”是靜力學(xué)的一大難點(diǎn)。物理實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的演示儀構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)法呈現(xiàn)兩個(gè)分力之間的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系，教師講解此類問(wèn)題時(shí)往往要通過(guò)作圖和語(yǔ)言說(shuō)明，導(dǎo)致學(xué)生很難理解，因此迫切需要一種直觀形象的演示教具來(lái)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。

“力的分解、分力關(guān)系演示儀”提供了一種操作方便且形象直觀的力的分解的教學(xué)演示，既可幫助教師講解合力不變、兩分力變化時(shí)的相互影響及變化的關(guān)鍵點(diǎn)，也可用于學(xué)生自己動(dòng)手分析研究。

一、制作材料

透明玻璃板制作的控制連桿2個(gè)；透明玻璃板制作的墊片7個(gè)；紅色雙色板制作的對(duì)角線刻度尺 2個(gè)；鋁制鉚釘7個(gè)；藍(lán)色、綠色雙色板制作的正向鄰邊刻度尺各1個(gè)；藍(lán)色、綠色雙色板制作的反向鄰邊刻度尺各1個(gè)；粘合劑等。

二、制作方法

本實(shí)用新型的制作方法主要分為兩步：

第一步，先按圖1所示的圖紙加工成零件。

第二步，如圖2所示，組裝器材。

三、演示內(nèi)容

由于本演示儀是正反對(duì)應(yīng)的，演示時(shí)可以正對(duì)學(xué)生，教師面對(duì)一面操作，讓學(xué)生觀察另一面。如圖2四條臨邊刻度尺相交圍成一個(gè)封閉的平行四邊形，對(duì)角線代表合力F，另外相鄰的臨邊分別表示分力F1、F2，與合力夾角分別為α、θ。在合力大小方向確定的情況下，可做以下形象的演示：

1.一個(gè)分力的方向確定時(shí)，兩個(gè)分力大小的變化；2.同時(shí)改變兩個(gè)分力角度，演示兩個(gè)分力的大小變化情況；3.一個(gè)力可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)分力；4.放在斜面上的物體，所受重力的兩個(gè)分力；5.已知一分力的大小及方向，求另一分力的大小及方向，有唯一解；6.已知兩分力的大小，求兩分力的方向時(shí)，紙面內(nèi)有兩組解；7.已知一分力F1的大小及另一分力F2的方向（與合力F的夾角為α），求分力F1的方向及分力F2的大小，有三種可能：唯一解、兩解或無(wú)解。