用光致变色材料描绘平抛运动轨迹

摘 要：平抛运动轨迹的描绘是高中物理实验教学的难点，教材中的尝试描点法费时费力，容易对学生顺利完成实验造成负面影响.借助紫外光小车在涂有感光材料的纸板上现色画图的方法可巧妙解决这一难题.

关键词：紫外光；感光材料；平抛运动轨迹

作者简介：韩忠国（1974-），男，甘肃民勤人，大学学历，中学一级教师，研究方向高中物理实验改进与创新以及创新教育.

平抛运动轨迹的描绘是高中物理实验教学的难点，教材中的做法是不断反复调整带孔的卡片 ，使平抛小球正好穿过卡片上的小孔 ，而不碰触孔的边缘 ，记下卡片上缺口的位置，即可描出轨迹上的一点.在课堂教学中发现 ，学生每找一个准确点往往要经过多次重复调整 ，而要找出多个点迹 ，需要经过无数次反复尝试调整 ，不仅费时费力，更易使学生产生厌烦情绪，失去做实验的兴趣.为了解决这一难题，笔者在教学过程中不断探索解决的最优方法，通过比较发现，用平抛小车加毛笔直接在绘图纸上画轨迹最为方便快捷，但毛笔与绘图纸之间的摩擦阻力较大，实验效果不尽人意.偶然读到秦洪银老师在《中学物理》杂志上介绍的用紫外光做笔，可在涂有感光材料的纸板上现色画图的方法，深受启发，立即对平抛小车做了改装，借助涂有感光材料的纸板呈现运动轨迹，用于课堂教学效果很好.具體做法如下：

1 制作紫外光源

准备一个体积小巧的紫外光验钞笔（钟表店有售，选择钥匙扣式的），一个点触式开关（点压一次触发开状态，再点一次触发关状态），拆开验钞笔，取出电路板，找到点触开关的位置，用电烙铁焊接两根细引线，焊接到准备的点触式开关上.

2 改装平抛小车

取下平抛小车上的毛笔，用窄胶带缠绕好紫外光源，使其刚好能塞进小车上的原毛笔孔，将开关固定到小车上便于操作的位置.

3 制作平抛运动轨迹呈现板

准备一块宽度约为20cm的纸板，在上面涂上光致变色油墨，该油墨在室内不受阳光照射时呈现无色，当有紫外光或阳光照射时立即呈现红色或橙、紫、蓝等颜色，光照消失，颜色慢慢褪去.油墨涂层越厚，颜色保留时间越长，刷两遍油墨，图象可保留两分钟左右，呈现板可反复使用.

4 呈现轨迹， “取”下图象

调整好平抛运动实验装置，打开开关，释放小车，小车上的紫外光照射到纸板上，油墨变色，清晰地记录下了小车运动的轨迹.取下呈现板，让学生观察平抛运动的轨迹.铺平纸板，将方格化学板放到纸板上，用笔将轨迹描到化学板上，可进一步对平抛运动的规律进行探究.

这种用紫外光作笔，直接在感光纸板上画图的方法，构思巧妙，实验新颖，画图方便快捷，能激发学生做实验的兴趣，收到了很好的效果.

参考文献：

[1]秦洪银.用光致变色材料描绘单摆的振动图象[J].中学物理，2012，（11）：40.