“探究功与速度变化的关系”分组实验配套自制教具的再制作

付金喜

人教版高中物理教材必修2第七章《机械能守恒定律》第6节的分组实验是“探究功与速度变化的关系”。这个分组实验目前没有厂制仪器，按照教材上的设计，对于固定多个皮筋这个环节，是用图钉按压完成的。起初，笔者也是按照这个设计制作了很多配套自制教具开展分组实验，但在实验过程中，由于拉力较大，图钉时常松动崩开，固定不牢，需要不断维修。为了提高实验效率，顺利完成该分组实验，笔者对配套的自制教具重新进行了设计制作。

一、使用的主要材料

(1)长方形木板(长80 cm，宽10 cm)；

(2)圆圈形皮筋(宽7 mm，直径15 cm)；

(3)长铁丝(5 cm)。

二、制作过程与演示操作步骤

1.制作过程

(1)选择直径与铁丝直径吻合的钻头，将钻头放入台钻固定。

(2)用台钻在靠近长木板滑轮端钻取4个小孔，每侧2个，距离木板边缘1 cm，距离长木板同一端分别为13.5 cm和16 cm(如图1所示)。

图1 自制教具的剖面简图

(3)取出皮筋圈，每套教具4个，放在2个小孔间。

(4)每件教具使用2根铁丝，将铁丝弯成U形插入小孔，使得皮筋圈被扣压住，使用榔头将其固定，这样皮筋圈就被固定在长木板上(如图2、图3所示)。这个环节是整个教具制作的关键一环。

图3 制作完毕的教具

(5)依照这种制作方法制作19套教具，用于分组实验。

2.演示操作步骤

(1)在木板底下垫上方木块，使木板略微倾斜到合适角度，用于平衡摩擦力。

(2)木板一端固定电火花计时器，小车一端固定纸带，使纸带穿过电火花计时器，小车另一端用于挂皮筋。

(3)将1条皮筋挂在小车的挂钩上，小车在皮筋作用下弹出，沿木板滑行，而后将2条、3条、4条皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验。每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，如果第一次实验时橡皮筋对小车做的功是W，那么以后各次得到皮筋对小车做的功即为2 W，3 W，4 W。

(4)纸带点迹分析，得到小车速度。

(5)数据处理，做功—速度曲线，即W—v曲线。

图4 学生使用教具进行实验

三、创新点

因为教材上的这个实验设计没有配套的成品厂制仪器，必须自己设计完成。以前曾经按照教材实验图制作过，但在使用中，由于拉力较大，图钉时常崩开，皮筋经常断开，需要不断维修。而且使用的班级越多，故障率越高。经过重新设计制作的新教具，皮筋固定牢靠，不会时常崩断，无需反复维修，取得了较好的实验效果。

[1] 朱向阳,施国富.探究功与速度变化的关系两种方法的整合[J].教学仪器与实验,2009(5):19-21.