靜摩擦力實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)

◆ 江蘇省江陰市祝塘中學(xué) 李 威

實(shí)驗(yàn)探究摩擦力大小時(shí)，教師一般采用彈簧測力計(jì)、傳感器進(jìn)行演示。學(xué)校實(shí)驗(yàn)裝置不全，有的可操作性不強(qiáng)，有的雖然可操作但實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠精準(zhǔn)。

用傳感器研究靜摩擦力大小的實(shí)驗(yàn)效果好，但操作相對復(fù)雜，且實(shí)驗(yàn)器材價(jià)格高昂，即使有的學(xué)校配備了傳感器，但數(shù)量有限仍不能開展學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。

我用日常生活中常見的材料和實(shí)驗(yàn)室中常用的器材，對原有靜摩擦力實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，既方便使用，又能有效提高學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的可行性以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

一、制作材料

一端帶滑輪的長木板、木塊、細(xì)線、粗鐵絲、鉗子、螺絲刀、釘子。

二、制作過程

圖1 帶滑輪的長木板和木塊

1.手柄制作

將粗鐵絲加工成圖3中的形狀。其中，軸①長約4厘米，在軸上壓出幾道痕，以增大細(xì)線與軸之間的摩擦力。軸②長約1.5厘米，可使軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中避免上下、左右移動(dòng)，防止細(xì)線卡在孔中。軸③長約10厘米，若手柄太長，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)裝置搖晃。軸④長約12厘米，起到讓實(shí)驗(yàn)效果更明顯的作用。軸⑤長約10厘米，手握更舒適。

圖3 粗鐵絲被加工后的形狀

2.手柄安裝

卸下滑輪，將手柄的軸插入兩孔中間，并將軸①上端固定。

3.改造木塊，放置彈簧測力計(jì)

在木塊偏左一端釘上釘子，使彈簧測力計(jì)重心在實(shí)驗(yàn)過程中不會(huì)滑動(dòng)或傾斜。選擇較長木塊也可以達(dá)到同樣的效果。彈簧測力計(jì)按圖2所示放在木板上，將彈簧測力計(jì)的拉環(huán)固定在釘子上。使彈簧測力計(jì)在實(shí)驗(yàn)過程中保持不動(dòng)，提高讀數(shù)的精確性，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可信度。

圖2 改造后的實(shí)驗(yàn)裝置

三、組裝和調(diào)試

將細(xì)線一端固定在手柄的軸上，另一端固定在彈簧測力計(jì)的掛鉤上，調(diào)整手柄高度，使細(xì)線與木板平行，細(xì)線拉木塊的力與木塊受到的長木板施加的靜摩擦力是一對平衡力。