超重失重教学演示器

重庆市第八中学

作者：李宽

项目简介

1、摘要：超重失重是高中物理中一个重要概念，是牛顿运动定律的实际应用，亦是理解航空航天知识的理论基础。教学中要求从实验现象去认识超失重，但相关实验器材匮乏，故结合教材上提到的电梯模型设计制作“超重失重教学演示器”。该教具立意于传统实验方法与数字化实验手段相结合，把直观的实验现象（定性判断）与数字化实验图像（定量分析）结合起来，能获取同步的现象和图像，由现象认知递进到图像理解，由图像理解分析反过来验证现象，完成整个探究过程。

2、背景和思路：教学中要求从实验现象去认识超失重，课堂介绍时，常采用的实验存在以下问题：第一，只有定性的观察；第二，实验现象观察不方便；第三，定量数据不准确，与牛顿第二定律推导结合不够。本教具将自制超失重感应模块，自制电梯运动模拟模块内置于塑料箱体中，利用四根拉伸弹簧悬挂箱体，控制箱体作上下往复的变加速运动，一方面可通过摄像头观察超失重现象，且利用这一现象控制不同指示灯亮，另一方面通过传感器获得压力与加速度的同步数据并绘制图像。

3、科学方法与原理：物体超失重状态下对支撑物压力（或对悬挂物拉力）与加速度大小方向的变化关系。运行原理是利用拉伸弹簧悬挂箱体，获得变化的加速度。利用超失重特点，使自制簧片有规律地上下运动，且利用这一现象在超重与失重时控制不同发光二极管发光，并通过摄像头清晰呈现。模拟电梯运行场景，利用传感器采集力与加速度数据。

4、创新点：传统实验方法（定性）与数字化实验手段（定量）相结合。易观察可回放，对物理过程慢放定格。具备一定工业设计思想，模块化、一体化、轻量化设计，易于推广。

5、使用与后续研究：在教学过程中能够激发学生兴趣，揭示实验现象的本质，实现教师轻松讲解，学生快乐学习。后续研究设计无线信号发射接收解决方案，避免因传感器线材拉扯造成的误差。

二力平衡演示器

沈阳市法库县依牛堡乡九年一贯制学校

作者：康立年

项目简介

一、摘要：运用组合发明法和实验法制作的二力平衡演示器，可以进行以下实验：1、作用在同一物体、同向的力的合成。2、作用在同一物体、反向的力的合成。3、二力平衡的演示.。4、测量不大于8牛顿的推力、拉力的方向和大小。二力平衡演示器直观性强、可操作的且现象明显的教具，可以突出教学重点，为学生提供丰富的感性材料，使学生加深理解二力平衡的相关知识。

二、背景和改进的基本思路：1、项目的背景：八年级物理课中，二力平衡是重要的知识点，教学中为了使学生有亲身经历的体验过程，制作直观性强、可操作的且现象明显的教具，可以突出教学重点，为学生提供丰富的感性材料，使学生加深理解二力平衡的相关知识。2、研究的基本思路：指针在圆盘上的左右移动来说明二力的大小，指针在圆盘的零刻度时，二力大小相等。二力分别作用在推挂杆的两端，推挂杆的左右移动使推挂杆上的条形锯齿带动指针左右摆动。

三、应用的科学方法、科学原理：（一）、应用的科学方法：在设计上主要用了组合发明法和实验法。推挂套内放入带弹簧的推挂杆，进行实验，记录实验的数据，按此数据制作二力平衡演示器。（二）、应用的科学原理：1、弹簧在弹性限度内，其伸长（压缩）的长度与所受的拉力（压力）成正比。2、作用在同一物体、同一直线上的两个力合成。

四、创新点：1、力作用在推挂杆上，推挂杆的移动可带动指针在刻度盘上转动，显示出力的大小。2、可演示作用在同一物体上、同一直线上的同向、反向力的合成。3、测量力的大小和方向。

五、使用情况和完善的设想：（一）使用情况：教具在使用中，现象明显效果好，体现了物理学科以实验教学为基础的特点，激发学生的探索知识的热情。（二）完善的设想：1、选择质量好的材质，减小实验的误差，使实验效果更好。2、将推挂杆用金属代替可承受更大的力的作用。

多用途光电转换示教板

辽宁省沈阳市第一二七中学

作者：张峰

项目简介

1、项目摘要：本项目共四块板：A：太阳能板、B：直流交流转换板、C：家庭电路实物板、D：串、并联电路板。根据需要各板可单独使用也能组合使用。可展示家庭电路构成，演示家庭电路电流过大原因（过载和短路），还能演示太阳能给家庭电路供电过程；同时利用蓄电池为串并联电路提供电源，演示串并联电路电流电压关系。项目采用节能灯做用电器，增强演示效果的同时渗透节能减排的理念；串并联电路中各测量仪表分别用开关控制，可单独使用也能同时使用，增强了实验的操作性和趣味性。制作精美，一具多用。

2、该项目的背景和改进的基本思路：项目背景：在初高中物理化学等学科中都有关于太阳能开发和利用的内容，但缺乏相关教具，针对这一问题，结合初高中相关知识，我制作了多用途光电转换示教板。基本思路：查找太阳能相关资料，将太阳能发电所用器材以及家庭电路实物按顺序排列连接；组装串并联电路，每个电路各安装三块电压表和三块电流表，避免操作时重复拆装，节约课堂时间，同时侧面安装六个开关，分别控制电流表和电压表。

3、该项目应用了哪些科学方法、科学原理：光电转换原理，电磁继电器原理以及相关电学原理。

4、该项目的创新点或改进点：创新点：（1）演示太阳能给家庭电路供电的真实过程；（2）家庭电路实物采用新式元件，贴近学生生活；（3）采用节能灯做用电器，增强了演示效果；（4）串并联电路中，同时连入多个数显仪表，测量准确，避免重复拆装，节约课堂时间，同时每个测量仪表都有控制开关，增强实验的操作性和趣味性。

5、项目的使用情况和进一步完善的设想：项目制作完成后已经应用于教学，通过演示操作，活跃了课堂气氛，提高了学生的学习效果。