自制慣性演示儀

劉玲

摘 要：筆者利用生活中的物品，經(jīng)再次加工組裝制成一個慣性演示儀。使乒乓球從勻速運動的小車上被豎直彈出，最終又落回小車上。這一實驗讓學(xué)生增加了感性認識，加深了對慣性的理解。

關(guān)鍵詞：自制；慣性；演示儀

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2019）1-0055-1

在教科版八年級物理下冊第二十六頁的討論交流問題“免費旅游的辦法可行嗎？”中提出了：由于地球在自轉(zhuǎn)，當(dāng)人跳起很高后再落回地面時，就可能落在別的地方，從而實現(xiàn)免費旅游。這一問題對于初中學(xué)生來說難以理解。為了更直觀地分析，筆者自制了一個慣性演示儀，使乒乓球從勻速運動的小車上被豎直彈出，最終又落回小車上?，F(xiàn)將自制慣性演示儀介紹給大家，供教學(xué)參考。

1 儀器組成部件及制造

筆者利用生活中的物品，經(jīng)再次加工組裝制成慣性演示儀，如圖1所示。

其中：①是用小米手機盒做成的儀器底座；②是用內(nèi)徑比乒乓球稍大的塑料鉛筆筒做成的發(fā)射筒；③是用1.8 mm的鋼絲加工做成直徑比發(fā)射筒內(nèi)徑稍小的大彈簧，作為發(fā)射器；④是用雪碧大飲料瓶頸部部分做成的接收器；⑤是用1.8 mm的鐵絲根據(jù)杠桿原理做成的觸發(fā)器；⑥是用直徑比發(fā)射筒內(nèi)徑稍小的瓶蓋和長細線組裝在一起來控制大彈簧形變的控制器；⑦是實驗室中的大輪平板小車；⑧是用固定氣球的塑料桿做成的壓彈簧用的細長桿；⑨是實驗用乒乓球。

2 儀器工作原理及操作

實驗時，用細長桿把大彈簧壓縮到最短，同時拉動細線，并將其套在觸發(fā)器的觸發(fā)桿A上。再把乒乓球放入發(fā)射筒中，這樣就準(zhǔn)備就緒。當(dāng)外力使觸發(fā)器上的觸發(fā)桿B沿逆時針轉(zhuǎn)動時，其凸出處將釋放觸發(fā)桿A，觸發(fā)桿A將順時針轉(zhuǎn)動，又將釋放細線，這時大彈簧將彈起，發(fā)射筒內(nèi)的乒乓球被豎直彈出，做豎直上拋運動。

3 用自制慣性演示儀做實驗

如圖2所示，把一長木板左端適當(dāng)墊高一些，使小車剛好能沿斜面勻速下滑。再在長木板旁邊放一個固定的倒立的L型金屬桿，這樣軌道就準(zhǔn)備好了。把組裝好的慣性演示儀放在長木板墊高的一端，給它一定的初速度使其勻速下滑。當(dāng)小車運動到倒立L型金屬桿時，觸發(fā)器上的觸發(fā)桿B碰到倒立L型金屬桿的水平部分而轉(zhuǎn)動。觸發(fā)器被觸發(fā)，乒乓球被彈出，乒乓球做斜上拋運動，最終又落回其接收器中。

這一現(xiàn)象直觀地說明，乒乓球彈出后在原運動方向上的運動狀態(tài)未改變，和小車的運動是一樣的。這是乒乓球慣性的體現(xiàn)，從而加深了學(xué)生對慣性知識的理解。再讓學(xué)生討論教材中的問題“免費旅游的辦法可行嗎？”就容易多了。

（欄目編輯 王柏廬）