李　豐

許多老師和同學都對平拋運動實驗裝置進行過改進，都不同程度地取得了一定的實驗效果。

下面給出一種改進方法。與其他改進相比，該改進簡單易行，改進后的裝置具有原理完善、操作簡便、運動軌跡描繪準確的特點，極具推廣價值。

一、原實驗裝置的不足之處：

原實驗裝置如圖1所示。實驗時，每次都使鋼球在斜槽上同一位置滾下，鋼球在空中的軌跡就是一定的。描繪出小鋼球的運動軌跡是這個實驗的難點。

常用的方法有“小球碰撞筆尖”法和“小球穿限位孔”法，不論是哪種方法，小球的位置均不易確定，要描出一個“點”往往需要進行多次實驗。并且誤差較大。

二、實驗裝置改進的思路及工作原理：

在描跡板的左下角打一小孔，加裝一個條形擋板，使其能繞左下角旋轉，如圖2所示。小球平拋后撞到條形擋板上，擋板距拋出點越近，撞擊點在擋板上的位置越靠上。通過復寫紙在擋板上留下碰撞痕跡，再把此痕跡描到豎立的實驗板上。

改進后的平拋運動實驗裝置工作原理如圖3所示。平拋小球的運動軌跡也就是球心的運動軌跡，為圖中虛線所示。由幾何關系可知，小球與擋板相撞擊，過撞擊點作擋板的垂線，必過球心。描跡時，在垂線長度為小球半徑處描點即可。

當實驗小球直徑較小時，小球和擋板撞擊點位置基本上在球心運動軌跡上，這時可直接從撞擊點位置描點。

三、改進后的實驗裝置使用方法與步驟：

1把紙帶粘貼在擋板上，要貼牢，紙帶上面蓋上復寫紙條。

2轉動擋板到第一個描點位置(距拋出點最近)，并在描跡板上記下此時擋板的位置。

3釋放小球，小球撞擊到擋板上，在擋板上會留下撞擊點的“痕跡”。

4重復實驗。依次向右轉動擋板。每次記下?lián)醢宓奈恢煤?，釋放小球。如圖4

5撞擊幾次后，取下復寫紙，擋板上會留下每次撞擊的“痕跡”。把擋板轉到描跡板所記第一個位置處，依次把擋板條上的撞擊“痕跡”描在實驗板上。

6最后，在實驗板上描出小球軌跡。

注意：每次撞擊前一定要記下?lián)醢宓奈恢?

四、改進后的特點：

改進后的裝置原理完善，操作簡便，運動軌跡描繪準確，解決了原實驗不準確、笨拙且耗時多誤差大等問題。改進后的裝置描一個點只需撞擊一次，小球位置極易確定，克服了描一個點需反復多次實驗的不足之處。整個試驗過程簡化中成了“集中撞擊”和“集中描點”兩個較簡單的實驗過程，使可操作性得到了極大提高。改進后的實驗激發(fā)了學生的興趣，取得了良好的實驗效果。