基于LED电路的电磁式抛体轨迹演示装置

广西壮族自治区贵港职业学院

作者：曾克夫

项目简介

目前做抛体运动实验用恒压喷射水流代替抛体来研究射程、射高、初速度、抛射角的关系,只能定性说明问题。为解决上述问题研制“基于LED电路的电磁式抛体轨迹演示装置”。演示装置由机箱底座、电磁枪、电磁枪高度调整滑轨、LED显示屏、自由落体磁吸器、磁吸器高度调整滑轨、量角板、水平垂直量尺和电源电路、光敏开关电路、电磁枪驱动电路、自由落体磁吸器控制电路、速度调整显示电路、运动时间显示电路、总控电路等组成。

工作原理：光敏二极管与发光二极管组成一个光敏发光组合管，组合管点阵式纵横排列，组成可显示运动轨迹的LED显示屏。打开电磁枪开关，电磁线圈产生磁力，吸引铁枪栓，铁枪拴将小球推出枪口，调整速度调整纽，可调整小球出射初速度。当小球运动经过各组合管时，小球遮挡了组合管中的光敏二极管，光敏二极管电阻改变，开关电路反转导通，发光二极管发光，留下了小球运动径迹。在电磁枪枪口安装光敏检测器，当小球出射经过枪口，光敏检测器得到信号启动计时电路计时。当运动小球下落碰撞了触板，触板底下微动开关导通，计时停止，时间显示屏显示小球运动的时间。用装配的量角板、水平垂直量尺量出抛体出射角、射程和射高，可探究抛体的运动规律。

项目创新点：1、光敏二极管与发光二极管组成一个光敏发光组合管，组合管纵横排列组成可显示抛体运动轨迹的LED显示屏。2、抛体运动经过LED显示屏中的各组合管时，抛体遮挡了组合管中的光敏二极管，开关电路反转导通，发光二极管发光，依次留下了抛体运动的径迹。3、可调整抛体的出射速度、角度，做多次实验，便于对比分析探究。4、能测出抛体运动时间，并在时间显示屏上显示。5、用装配的量角板、水平和垂直量尺量出抛体的出射角、射程和射高，可定性定量研究抛体运动规律。演示装置能做平抛、斜抛、自由落体、射弹、重力加速度测定、力的独立作用原理等实验。

存在问题：轨迹有时存在散点及缺点现象，需研究完善。

“探究杠杆平衡的条件”实验改进

山东省淄博市临淄区第二中学

作者：高胜宾

项目简介

摘要：本项目对鲁教版八年级物理下册第九章第一节《杠杆》中“探究杠杆平衡的条件”实验进行了如下改进：1、可以准确判断杠杆是否水平平衡；2、当杠杆在非水平平衡状态时，也可方便的读出力臂的大小。

探究“杠杆平衡条件”的实验，通常是调节杠杆在水平位置平衡（图1课本中“探究杠杆平衡的条件”的实验），这样可以使力臂的测量方便。但根据我的教学经验有如下两个缺点：1、杠杆是否平衡在这个实验中无法准确判断，导致误差较大，影响最终结论（动力×动力臂=阻力×阻力臂）的准确性；2、限于水平位置平衡来进行实验，虽然降低了实验难度，但这样有损结论的普遍性，导致部分学生认为杠杆只有在水平位置平衡时才叫平衡。

在物理课本第五章《质量和密度》中学习过托盘天平的使用方法，其中判断天平平衡的方法在这里我们可以借鉴（如图2所示），在杠杆上安装一个指针，再增加一个分度盘就可以解决缺点。1、克服缺点；2、最大的问题在于如何准确读出非水平平衡状态下力臂的大小，我是这样解决的：①把原先支撑杠杆的铁架台换成一个平面（铁皮的，1mm厚，90cm×60cm），平面上带有5条刻度尺（0刻度线在中间），②增加一个L形指示板（如图3所示），L形指示板用强磁固定在平面上。当杠杆处于非水平平衡状态时，L形指示板的丨端（上端）与悬挂重物的细线重合，_端（下端）对应的刻度就是此时的力臂的大小（如图4所示）。

作品最终做出来之后，与同教研组的老师交流了下，大家一致认为这套装置很好的完善了课本上的实验，易操作，本学期学习《杠杆》这节时就用的我这套装置，同时也提出了很多宝贵的意见，比如：实验器材体积较大，L形指示板过于笨重等等。其中L形指示板是下一步改进的重点，寻找新材料，新技术，减小它的质量、体积。（文中涉及到的图片在项目材料中）

《物理匀速、变速直线运动探究实验》装置设计

湖南省岳阳市华容县东山中学

作者：何中秋

项目简介

一、项目摘要：《物体匀速、变速直线运动探究实验》装置弥补了现有教材中无实验原型的空白，通过此装置一是可让学生直观感知理解匀速、变速直线运动；二是让学生近距离观察小火车在轨道上运动，培养学生学习物理的兴趣；三是通过引导学生比较运动路程和所用时间的关系，培养学生的探究能力。

二、项目背景和改进思路：现行教科版八年级物理上册中第二章第3节“运动的速度”教材中仅以文字和图片形式展示“物体的匀速、变速直线运动”，学生不能直观感知，较难理解物体匀速、变速直线运动的含义。为此，我设计了此套探究“物体匀速、变速直线运动”的实验装置。

三、项目的创新点或改进点：1、让小火车在轨道上运动，解决了物体保持直线运动的难题。2、利用干簧管和数显计时器，既可让学生直观感受运动时间，又提高了计时的精确度。3、弥补了现有教材中无实验原型的空白。

四、项目应用的科学方法、科学原理：1、比较小火车在直线通过0-20CM、20-4OCM、40-60CM这三段相同路程所用的时间，即可判断物体在做匀速还是变速直线运动。2、运用平直轨道让小火车做直线运动。3、火车头内安装有磁铁块，当小火车经过干簧管时，干簧管会自动闭合，触发计时器自动计时。

五、项目使用情况和进一步完善的设想：目前在本校及周边学校的物理实验教学中，效果明显。学生能直观感知和理解匀速、变速直线运动。且能培养学生学习物理的兴趣和培养学生的探究能力。