摩擦力演示装置

江苏省苏州市吴中区郭巷中学

作者：伍林弟

项目简介

现有教科书中关于摩擦力的实验是在手工近似匀速拉动情况下模拟进行，难以操控、不好读数而且精度低、还要等到记录读数后才能比较大小，直观效果不理想。《摩擦力演示装置》是针对上述的不足而设计制作的。它的主要特点有：1、采用实用新型“差动式弹簧秤”既能同时比较两个力的大小，又能单独研究一个力的微小变化；2、采用加宽的输送带来控制等速情况下同时比较两物块所受的摩擦力的大小，直接进行对比实验；3、采用改变输送带和滑块之间的相对运动速度，方便研究相对运动速度对摩擦力的影响。4、使用“摩擦力方向指示器”，通过活动的底板触发微型开关控制的光电线路，实时地直接指示摩擦力的方向。直观判别物块所受摩擦力的方向（指向自动显示）。一目了然。5、探究影响摩擦力因素的多功能演示组合。6、滑轮中心均装有微型轴承。

它的主要功能有：1、摩擦力跟正压力的关系。2、摩擦力跟接触面的粗糙程度的关系。3、摩擦力跟接触面积的关系。4、摩擦力跟速度的关系。5、滚动摩擦力和滑动摩擦力的关系。6、演示摩擦力的方向。

组合式多功能摩擦力测量仪

扬州中学教育集团树人学校

作者：方松飞

项目简介

1、项目摘要：在定量探究“影响摩擦力大小因素”的实验中，存在“弹簧测力计的精度低、长木板的装置笨、接触面材料的改变不方便”等不足。电子秤替代弹簧测力计提高了测量精度，传送带替代长木板减小了仪器体积，小电动机使传送带运转平稳，双面胶容易更换接触面的材料，压块扩大了电子秤的功能，由单纯测质量扩展到测力，能直接测摩擦力、斜面压力、分子引力、机翼举力；本测量仪由定量探究摩擦力的器材：电子秤、压块、定滑轮、木块、传送装置等组成，并在包装盒的空隙位置配备了十多个附件，能完成十多个力学实验。它集测量、探究、验证等功能于一体，可组装、便携带、易操作，科学、先进、实用，很适合学生家、校二用，是进行家庭实验的好帮手。

2、该项目的背景和改进的基本思路：近年来我校以少科院为平台，对科技创新人才的早期培养进行了研究，其中一个重要问题是：如何将定性研究转化为定量探究？针对摩擦力的探究实际存在的问题，从提高精度、随身携带、便于操作等入手设计并制作了本实验仪。

3、该项目应用了哪些科学方法、科学原理：(1)科学方法：缺点列举法、转化法。(2)设计原理：利用压块将拉力转化为压力的减小量。

4、该项目的创新点或改进点：(1)电子秤能测压力但不能测拉力，压块能将拉力转化为压力的变小量。使电子秤的测量功能扩展到能直接测拉力、摩擦力、斜面上的压力、浮力、分子引力、流体中的举力、磁极间的相互作用力。(2)本实验仪可组合、易加工，便携带，它集测量、探究、验证等功能于一体，可做十多个系列实验，非常适合学生家庭使用。

5、项目的使用情况和进一步完善的设想：先制作手动型，显示屏示数不太稳定，后用玩具电动车，为电动型，解决了显示屏示数的稳定问题，操作比手动型的方便得多。但玩具电动机功率小，废旧的塑料管作转轴，转动受到的阻力比较大，影响传送带的运动。邮购功率大一些的小电动机和轴承、转轴，可以解决此问题。

视觉暂留定量研究与三色光合成

江苏省苏州市吴中区甪直中学

作者：项淳

项目简介

现有教学仪器中对人的视觉暂留现象只作定性研究，只能观察视觉暂留现象，为了定量研究人的视觉暂留时间，并利用人的视觉暂留进行光的合成演示，故设计制作本仪器。为了保证教学过程中从学生掌握到常识与知识出发，符合认知特点，本设计采用学生能观看到的机械变频技术使发光二极管变频闪烁。利用可调电阻调节电机转动速度，由电机带动磁铁转动，扰动霍尔开关并用频率计记录磁铁扰动频率，同理分别扰动四只干簧管，其中一只控制白色发光二极管闪烁并投射到显示区上进行观察，另三只连接一只三原色共阳发光二极管分别控制三原色光闪烁，且三者的相位角相同，使三原色光相隔相同的时间同频率闪烁，并投射到显示区上进行交叠，进行光的合成。为了保证安全与可视性，在机械转动部位加装透明安全罩。定量研究的使用方法：接通白光电路，从低速调快电机速度，当观察到白光无闪烁时，记录频率计读数f，利用t=1/f可得出对白光的视觉暂留时间。接通三色光电路，可分别闭合红、绿、蓝分支电路，同理可研究对不同色光的具体视觉暂留时间。三色光合成演示方法：让电机高速转动，感觉光线无闪烁时，可分别选择二种色光进行发光，投射到的显示区上的交叠部位观察合成现象，也可以三色光同时发光，在显示区三色光共同交叠区看到合成了白光。

使用中发现，一般人感觉白光为连续发光，但有明暗变化的时间间隔在0.1秒左右，感觉无闪烁状态的时间间隔在0.05秒左右，基本与相关资料上介绍的内容吻合，此现象可分别解释走马灯、电影放映、日光灯、节能灯、彩色显示屏等原理。三原色光时间间隔基本相同，但红、蓝二色的时间略小于绿色，此现象可用于解释用于警示作用的灯光选用红、蓝二色，如警灯，便于观察到闪烁，加强警示作用。绿色暂留时间长，如乘车者观察窗外绿色时，不易产生眩晕。