超重失重演示仪的制作

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摘要：本文通过提供了一种取材容易、制作简单、演示效果明显的演示仪器，让学生切身的感受超重和失重现象，克服教材演示实验的局限性。

关键词：超重；失重；演示仪

中图分类号：G633.7

文献标识码：A

文章编号：1003-6148（2013）4（S）-0054-2

“超重和失重”是高中物理的重要教学内容，为了让学生切身感受超重和失重现象，教科书上以物体在加速上升（减速下降）和减速上升（加速下降）的电梯里视重大小的变化来让学生感受超重和失重或者以学生在体重计上下蹲、起立时体重计上示数的变化来演示超重、失重现象。

但笔者认为，教科书上的这些方法都存在一定的局限，譬如不利于在课堂上演示，难以让学生身临其境。笔者根据对超重、失重原理的理解，设计出了一套取材方便、造价便宜、原理简单的实验仪器，介绍如下。

制作材料

有机玻璃板（或木板）、弹簧测力计1只、导线若干、5号电池1对、电池盒、发光二极管2个（一个红色，一个绿色）、AB胶、橡皮筋、焊锡、重物（200g），铁钉、铜片、铜丝导线。

演示仪器结构

如图1所示

制作方法

（1）选取一块长为30cm、宽为20cm的有机玻璃板A，再选一块高为60cm、宽为10cm的有机玻璃板B，把其分为10cm和50cm的两段并画上红线作为标记，在红线处弯成一个直角，如图1所示粘合在有机玻璃板A上。

（2）在有机玻璃板B的顶端2～3cm处粘合两个有机玻璃块把弹簧测力计固定在两个有机玻璃块之间。

（3）用电烙铁把铁钉焊接在弹簧测力计的挂钩处（铁钉的另一端固定剥了皮的铜丝导线），挂钩下固定2根橡皮筋，在两根橡皮筋下面悬挂一个重物。

（4）取一小块有机玻璃板C，在其两边对称的位置上固定铜片，中间留出一2mm的缝隙，当重物在竖直方向上静止时，调节有机玻璃板C的位置，使铜丝导线刚好位于缝隙处。

（5）把一个5号电池盒安装在弹簧测力计的后面，把电源的正极接线柱与弹簧测力计上端的圆环相连接，其负极接线柱与上面的绿色二极管的负极相连，二极管的正极和上面铜片相连。同理连接下面的红色二极管。

演示方法

演示时只需把重物向下拉动一段位移，松开手后。重物带动铁钉做近似简谐振动。当铁钉与下面的铜片接触时，此时红灯亮（表示超重），读出弹簧测力计上的最大示数。可以观察到此示数大于物重。当铁钉与上面的铜片接触时，此时绿灯亮（表示失重），读出弹簧测力计的最小示数，可以观察到此示数小于物重。

实验效果

笔者用所做的实验仪器来演示超重和失重现象时，操作简单，定性演示效果明显，能够让学生身临其境地感受到超重和失重现象。

演示仪器优点

（1）仪器取材容易、制作简单、操作简便、节约经费、特别适用于贫困、落后地区的学校使用。

（2）仪器装上了红绿色的二极管，在演示时能引起学生的好奇心，演示时生动有趣，并且仪器的显示部分（弹簧测力计、指示灯）在操作中始终保持静止，便于观察。

（3）仪器轻巧，演示实验、随堂实验均易使用，克服了书上实验不易在课堂演示的缺陷。

（4）可以指导学生自己动手制作，激发学生学习兴趣、提高学生的动手能力、培养学生的科学探究及创新能力。