超重、失重演示装置的制作，本文主要内容关键词为：演示论文,装置论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
自从人造地球卫星和宇宙飞船发射成功以来，人们经常谈到超重和失重问题，对于中学生来说，这些知识不容易理解.一般学校的实验室没有专门的仪器演示超重和失重现象，这就要求教师亲自动手制作演示装置.制作演示装置的难点在于如何把超重、失重过程的瞬时效果长时间的保留并显示出来.笔者经过反复研究发现，利用自行车的飞轮、链条与弹簧配合可突破上述难点，并制成了超重、失重演示装置.该装置取材容易，制作简单，演示方便，现象明显，成功率高.现将该装置的制作方法介绍如下.
2 制作材料
70mm×10cm×1.5cm木板1块，自行车飞轮1个，长33cm自行车链条1段，原长为6cm的弹簧（k=55～65N/m）1根，厚度为0.4mm和1mm铁片各1块，橡皮筋2条；直径为1.5mm，长为50cm铁丝1根；门插销鼻子2个，金属环2个；木螺丝、小铁钉若干.
3 制作步骤
1）在自行车飞轮的孔内插入1根与其孔在相等的圆木棍，锯掉两侧多余的部分，使圆木棍两端面与飞轮的两端面位于同一平面内，形成1个木制轴的飞轮.
2）在厚度为1mm铁片上剪取4cm×2cm铁片2片，在上面打3个直径为2mm的小孔，再沿中线弯曲成直角，如图1所示.
图1 打孔的铁片
3）将两直角铁片用铁钉分别钉在飞轮两侧的木轴中央，并使两侧的直角铁片平行正对.
4）在木板的中央位置开出1个长轴为10cm、短轴为2cm的椭圆孔.
5）在厚为1mm铁片上剪取5cm×2cm铁片2片，分别在一端打2个孔，在另一端中央位置锯开长2.2cm的开口，然后沿中线弯曲成直角，如图2所示.
图2 打孔并锯开开口的铁片
6）将上述直角铁片用木螺丝固定在长木板椭圆形开口两侧的中间位置处，使两铁片中间的开口垂直于木板面.
7）将自行车飞轮上的直角铁片置于木板上直角铁片的开口内，并使自行车飞轮架在长木板的椭圆形开口内（如图3所示），长木板的另一侧正好有3～4个飞轮齿露出.
图3 飞轮的安装
8）用铁丝弯制2个铁圈，分别装在自行车飞轮两侧的直角铁片的小孔内，用橡皮筋系住小铁圈，橡皮筋的另一端用铁钉固定于长木板两侧，如图3所示.
9）将2个门插销鼻子分别固定于长木板的另一面的上、下两端；将弹簧、指针、铁丝、金属圈连接好，并安装在2个门插销鼻子之间，使链条的中点正好位于飞轮上，如图4（a）所示.
10）在厚为0.4mm的铁片上剪取7cm×4cm薄铁片，弯成“几”字形状，并用小铁钉固定在自行车飞轮的链条之上（注意链条与金属槽不要接触），作为护链盒，以防链条从飞轮齿上脱落[如图4（b）所示].
图4 链条的安装
4 使用方法
4.1 超重实验
1）从装置的反面取下自行车飞轮，调节旋转方向为逆时针方向，用橡皮筋固定在长木板上.
2）在装置下端的铁圈挂上重物（悬挂重物的重力要适宜，一般以悬挂后指针下移一个刻度为最佳），使弹簧处于自然伸长状态（此时要检查飞轮齿与链条是否相吻合）.
3）用手握住装置的上端，用力向上提起，使整个装置随之向上做加速运动，可观察到链条上的指针下移并停止在到较低刻度线处.由此说明物体向上做加速运动时，产生了超重现象.
4）从装置的反面用力向外拉飞轮，使轮齿暂时脱离链条，再让飞轮复位，弹簧自然伸长，显示重物的实重后，又可重复演示超重现象.
4.2 失重实验
1）从装置的反面取下自行车飞轮，调节旋转方向为顺时针方向，再用橡皮筋固定在长木板上.
2）在装置下端的铁圈挂上重物，从装置的反面用力向外拉飞轮，使轮齿暂时脱离链条.当弹簧处于自然伸长状态时，再让飞轮复位并恰好使飞轮齿与链条相吻合.
3）用右手握住装置的上端突然使整个装置向下做加速运动，可观察到链条上的指针上移并停止到较高刻度线处.由此说明物体在向下做加速运动时，产生了失重现象.
4）让飞轮复位，弹簧自然伸长，显示重物的实重后，可重复演示失重现象.