科學實驗改進裝置

⑥ 科學實驗改進

平拋運動實驗的改進

平拋運動描跡儀以往高中物理課本上介紹的實驗，是用一個帶有
小孔的硬紙片來確定小球平拋運動的位置，實驗時為了確定一個位置往
往要做很多次的試探才能找到，要完成平拋運動的描跡，要花幾十分鍾，
學生很難在課堂上完成實驗報告。我們一直思考，能不能用更簡便的方法
即快又准地記錄小球的平拋位置。我們想到打點計時器的工作原理，是利
用復寫紙記錄位置的，能不能把這個方法遷移過來呢？研究和設計工作由
此開始。

設計的目的：改進以往高中物理課本上介紹的實驗，能夠使實驗做的又
快又好，能夠讓學生有更多的時間進行研究平拋運動的有關性質，並在課
堂上寫出實驗報告。

設計的基本思路： 改進以往高中物理課本上介紹的確定小球位置的
方法——用一個帶有小孔的硬紙片，根據目測、多次試探。 在長木板上
貼有白紙、復寫紙，小球平拋，打到木板上， 立刻就能准確記錄小球平
拋的位置了。儀器的改進經歷了由靈感到模仿， 再改進的過程。靈感的
產生：高一物理學習過程中， 我們多次使用打點計時器進行實驗，其記
錄運動物體位置的工作原理是振針振動， 通過復寫紙記錄在紙帶上，形
成一系列記錄點。對平拋實驗的改進有了啟發。 找來長木板，復寫紙，
白紙，記錄小球下落位置，果然可行。接著， 我們設計了用水平木板記
錄小球下落位置的改進方案。 根據平拋運動在水平方向上是勻速直線運
動的特點，在水平方向上取等間隔的點做出豎直線，讓長木板豎直放置，
與豎直線重合，也可以記錄小球的位置，這樣還可以通過記錄的紙帶，看
出平拋運動在豎直方向的運動是自由落體運動。本作品的製作，受打點計
時器工作原理的啟發，遷移了打點計時器的記錄方法，並對記錄方式進行
了一些調整。 「豎直木板記錄方式」 應用運動的合成和分解的方法，反
映出平拋運動在豎直方向的運動是自由落體運動。做法是：在水平方向上
取等間隔的點做出豎直線，讓長木板與豎直線重合，記錄小球在相等時間
在豎直方向下落的位置，就是自由落體運動的情況，使學生實驗後收獲更
大。這是其他儀器沒有考慮到的。設計後的反思：本作品主要在「記錄小
球位置」的方式上進行了改進，利用復寫紙把小球的位置記錄在紙帶上，
改進後的實驗裝置，提高了實驗的精確度，縮短了實驗時間，實驗結果
更能直觀地突出物理思想。實驗操作簡單，物理思想突出。 使用本
儀器可以快速、准確地記錄平拋運動的小球的位置， 描出平拋軌跡。
利用豎直放置的木板記錄平拋軌跡
（1）在正方形木板上以小球開始做平拋運動的拋出點作為坐標原點，
建立坐標xoy，豎直向下方向為y軸。
（2）相距10cm畫出6條與y軸平行的線段。
（3）在長木板上貼上記錄紙帶，紙帶上固定復寫紙。
（4）調節長木板，使它與第一條虛線重合。
（5）讓小球從斜槽的A點自由滾下，與長木板碰撞，在長木板的紙帶上
記下小球平拋位置1。
（6）掀開復寫紙，根據長木板上的記錄點，把小球平拋位置記錄在正
方形木板上。
（7）按照（4）、（5）、（6）的方法，記錄小球平拋位置2、3、4、5、6。
（8）用光滑曲線把記錄點連接起來，
就是平拋軌跡。（9）掀開復寫紙，觀察紙帶上的點，可以證明豎直方向
上小球做自由落體運動。

⑦ 科學實驗提倡綠色環保，對實驗裝置進行微型化改進是一條很好的途徑．圖甲是實驗室製取並檢驗CO2的裝置，

（1）圖乙中微型塑料滴管在實驗中的作用與圖甲中的分液漏斗儀器相同；故填：A；
（2）採用回「微型」實驗裝置具有的優點是葯品用量少，產生的廢棄物也少，方便操作；故填：葯品用量少，產生的廢棄物也少，方便操作；
（3）根據實驗室製取二氧化碳的反應物、生成物、反應條件寫出化學反應的方程式為：CaC0₃+2HCl=CaCl₂+H₂0+C0₂↑；
（4）反應需在高溫下進行，操作不便又因二氧化碳和碳在高溫條件下能生成一氧化碳，反應的化學方程式為：CO₂﹢C