“电动匀速拉测力计测力器”的制作，本文主要内容关键词为：测力器论文,测力计论文，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。
初中物理有好几个实验都需要测物体在匀速运动中所受的拉力，通常的方法是一边用手拉弹簧测力计作匀速运动，一边读弹簧测力计的示数，这样做导致一心二用，所以很难控制物体作匀速运动；同时，弹簧测力计的指针会忽上忽下地移动，因而难以准确读数。为此，笔者制作了一款“电动匀速拉测力计测力器”，较好地解决了这一实验难题。
一、制作特点
该教具能方便、匀速地拉弹簧测力计测力。方法是：只需直接接220 V的交流电，借助开关的通、断电操作，不仅能拉物体匀速上升、匀速下降，而且能使物体停留在任一位置，甚至可以拉物体在水平面上作匀速运动并测力。优点是：拉的速度快慢适宜，弹簧测力计指针稳定，便于准确读数。
二、制作用途
该教具适用于初中物理教学中的下列实验：
1.探究二力平衡时二力的大小关系。
2.探究影响滑动摩擦力大小的因素。
3.探究使用定滑轮、动滑轮及滑轮组的特点。
4.探究斜面是否省功。
5.探究影响滑轮组机械效率的因素。
三、制作材料
不定向永磁同步电动机一台、150.0 mm×8000.0 mm×1.5 mm铁皮一块、凹槽轮一个、800 mm×100mm×10 mm长木板一块、300 mm×100 mm钢制压线条、尼龙线800 mm、电源线一根、船形开关一只、4 mm（直径）×10 mm（长）螺丝及螺母6套、4 mm（直径）×60 mm（长）螺丝及螺母一套、斜面金属杆一根。
四、制作方法
1.电动机支架的制作及电动机的安装。截取110.0 mm×8000.0 mm×1.5mm铁皮一块，弯成L形（如图1中2所示形状），L形底边长110 mm、宽15 mm，用直径4.2 mm钻头钻两个螺丝孔，孔距7 cm；再在L形直立部位距离右侧边缘0.8 cm处，用切割机沿平行边缘切开一个宽4.2 cm、长7.0 cm槽，在其左侧根据电动机上固定螺丝的孔距用直径4.2 mm钻头钻两个螺丝孔；又用4 mm（直径）×10 mm（长）螺丝及螺母固定好电动机。
2.安装固定凹槽塑料轮并固定800 mm长的尼龙线，如图1中3所示。
3.尼龙线位置调节器的制作。截取30.0 mm×30.0 mm×1.5 mm铁皮一块，将其对折成L形，在其中半边上正对凹槽塑料轮上槽的位置（图2），用直径3.2mm钻头钻3个间距等距的孔，并用锉刀和铁砂将孔磨光滑；在另一半边根据安装在电动机支架上槽的位置，用直径3.2 mm钻头靠近底边钻两个螺丝孔，两孔间距10 mm，再用4 mm（直径）×10 mm（长）螺丝及螺母将其安装到电动机支架上（如图1中4所示）。该调节器可以在电动机支架上上下滑动，尼龙线可从不同孔中穿出，便于调节电动机拉线位置的高低，并确保线能绕到凹槽塑料轮的凹槽里。
4.根据电动机支架上螺丝孔的位置，在钢制压线条上画出开槽的位置，再用切割机切割出如图1中5所示的两条宽4.2 cm的槽。其目的是便于电动机支架的移动，从而改变电动机拉线的位置。
5.在长木板一端开槽，将制作好的钢制压线条安装在其上面，如图1、图2所示。
6.在钢制压线条紧靠长木板一侧，用直径3.2 mm钻头钻一个螺丝孔，稍加扩大后安装并固定4 mm（直径）×60 mm（长）螺丝及螺母（图2），目的是实验时用来固定细绳、悬挂定滑轮。
7.将电动机支架安装到钢制压线条上（图1）。
8.在长木板上画出最小刻度为5 cm的刻度线。
五、实验例举
1.探究二力平衡时二力的大小关系。
（1）将该教具竖直固定在铁架台上，电动机一端在上，如图3所示。
（2）调整电动机支架于钢制压线条上的位置，使凹槽塑料轮处在中间位置，将凹槽塑料轮上的尼龙线一端固定在弹簧测力计的吊环上，再在弹簧测力计的挂钩上挂上合适的钩码。
（3）调整“尼龙线位置调节器”的位置，使钩码不与长木板接触。
（4）通电时可先使钩码匀速上升，再断电以使钩码静止；再次通电使钩码匀速下降，分别读出弹簧测力计的示数，比较3次示数和钩码的重量，得出结论。
改变物体运动方向可以通过反复通、断电操作来控制，当线快要全部绕到轮子上遇阻时电动机就会反转，自然不会拉断尼龙线。用细尼龙线的优点是，一方面是抗拉，另一方面是忽略细线绕轮子上每圈的长度差异。用该教具演示实验可有效消除学生产生的错误思维定势——“拉着物体匀速上升时，向上的拉力会大于物体的重力；拉着物体匀速下降时，向上的拉力会小于物体的重力。”
2.探究使用定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点。
（1）将该教具竖直固定在铁架台上，使电动机一端在上。
（2）调整电动机支架于钢制压线条上的位置，使凹槽塑料轮处在右边位置，将凹槽塑料轮上的尼龙绳一端固定在弹簧测力计的吊环上，如图4所示组装滑轮组。
（3）调整“尼龙线位置调节器”的位置，使钩码不与长木板接触。
（4）通电使钩码匀速上升，读出弹簧测力计的示数，便能很方便地测出绳的拉力F。
（5）由长木板上的刻度可分别读出拉绳的距离s与物体上升的高度h。
（6）更换钩码数量，重复（4）（5）步骤，便能得出绳的拉力F与物重G的关系，以及拉绳的距离s与物体上升距离h的关系。
3.探究斜面是否省功。
（1）将该教具倾斜一定角度固定在铁架台上，如图5所示。
（2）调整电动机支架于钢制压线条上的位置，使凹槽塑料轮处在中间位置，调整“尼龙线位置调节器”的位置，使弹簧测力计能平行于长木板拉小车。
（3）通电匀速拉小车，读出弹簧测力计的示数为F。
（4）测出小车的重力为G。
（5）测出小车在斜面上运动的距离L和小车上升的高度h。
（6）比较FL与Gh的大小，即可得出结论。