用光致變色材料描繪平拋運動軌跡

摘 要：平拋運動軌跡的描繪是高中物理實驗教學的難點，教材中的嘗試描點法費時費力，容易對學生順利完成實驗造成負面影響.借助紫外光小車在涂有感光材料的紙板上現(xiàn)色畫圖的方法可巧妙解決這一難題.

關鍵詞：紫外光；感光材料；平拋運動軌跡

作者簡介：韓忠國（1974-），男，甘肅民勤人，大學學歷，中學一級教師，研究方向高中物理實驗改進與創(chuàng)新以及創(chuàng)新教育.

平拋運動軌跡的描繪是高中物理實驗教學的難點，教材中的做法是不斷反復調整帶孔的卡片 ，使平拋小球正好穿過卡片上的小孔 ，而不碰觸孔的邊緣 ，記下卡片上缺口的位置，即可描出軌跡上的一點.在課堂教學中發(fā)現(xiàn) ，學生每找一個準確點往往要經過多次重復調整 ，而要找出多個點跡 ，需要經過無數(shù)次反復嘗試調整 ，不僅費時費力，更易使學生產生厭煩情緒，失去做實驗的興趣.為了解決這一難題，筆者在教學過程中不斷探索解決的最優(yōu)方法，通過比較發(fā)現(xiàn)，用平拋小車加毛筆直接在繪圖紙上畫軌跡最為方便快捷，但毛筆與繪圖紙之間的摩擦阻力較大，實驗效果不盡人意.偶然讀到秦洪銀老師在《中學物理》雜志上介紹的用紫外光做筆，可在涂有感光材料的紙板上現(xiàn)色畫圖的方法，深受啟發(fā)，立即對平拋小車做了改裝，借助涂有感光材料的紙板呈現(xiàn)運動軌跡，用于課堂教學效果很好.具體做法如下：

1 制作紫外光源

準備一個體積小巧的紫外光驗鈔筆（鐘表店有售，選擇鑰匙扣式的），一個點觸式開關（點壓一次觸發(fā)開狀態(tài)，再點一次觸發(fā)關狀態(tài)），拆開驗鈔筆，取出電路板，找到點觸開關的位置，用電烙鐵焊接兩根細引線，焊接到準備的點觸式開關上.

2 改裝平拋小車

取下平拋小車上的毛筆，用窄膠帶纏繞好紫外光源，使其剛好能塞進小車上的原毛筆孔，將開關固定到小車上便于操作的位置.

3 制作平拋運動軌跡呈現(xiàn)板

準備一塊寬度約為20cm的紙板，在上面涂上光致變色油墨，該油墨在室內不受陽光照射時呈現(xiàn)無色，當有紫外光或陽光照射時立即呈現(xiàn)紅色或橙、紫、藍等顏色，光照消失，顏色慢慢褪去.油墨涂層越厚，顏色保留時間越長，刷兩遍油墨，圖象可保留兩分鐘左右，呈現(xiàn)板可反復使用.

4 呈現(xiàn)軌跡， “取”下圖象

調整好平拋運動實驗裝置，打開開關，釋放小車，小車上的紫外光照射到紙板上，油墨變色，清晰地記錄下了小車運動的軌跡.取下呈現(xiàn)板，讓學生觀察平拋運動的軌跡.鋪平紙板，將方格化學板放到紙板上，用筆將軌跡描到化學板上，可進一步對平拋運動的規(guī)律進行探究.

這種用紫外光作筆，直接在感光紙板上畫圖的方法，構思巧妙，實驗新穎，畫圖方便快捷，能激發(fā)學生做實驗的興趣，收到了很好的效果.

參考文獻：

[1]秦洪銀.用光致變色材料描繪單擺的振動圖象[J].中學物理，2012，（11）：40.