自制多功能斜面实验仪

关于斜面的实验中，我们发现学生经常把“斜面坡度”与“斜面高度”混淆。究其原因在于，教材中的斜面通过小木块以及木板等进行拼搭，让学生潜意识地认为是通过改变斜面高度来调整斜面。此外，现有的斜面实验装置存在结构复杂、难以拆卸组装、无法实现斜面角度的定量挡位设置等问题。由此，我们设计了一款多功能斜面实验仪，以实现定量、标准、高效的斜面实验。

实验材料

电钻、抛光机、亚克力板、亚克力胶水、强力磁铁、圆铁片、贴纸（有角度显示）、有机玻璃长条、小球、小方块、滚筒、弹簧测力计等。

实验制作

1.立板制作

立板（如图1）采用厚0.4 cm的90°扇形面板，左下侧设有平放斜面板的固定小孔，并在圆孔外侧粘贴一扇形铁片。立板右侧圆弧面分别设有5°间隔的椭圆长孔（用来固定斜面板的右侧金属轴）。立板小孔内侧粘贴有圆铁片，用来吸合固定斜面板，圆弧外侧粘贴有角度显示的贴纸。立板右下侧有方形卡槽，用于与站立支架交叉固定。

2.斜面板制作

斜面板（如图2）主要由长30 cm、宽11 cm、厚0.2 cm的亚克力板组成，斜面板内外侧粘贴有机玻璃长条，内侧左右固定两根金属轴（用来固定到立板的小孔上）。金属轴内侧固定有强力磁铁（吸合立板上的铁片）。斜面板滑面上设有刻度线，相邻间隔距离为1 cm，红色间隔线间距为5 cm，并粘贴有相应数据的标签。

3.站立支架制作

站立支架（如图3）主要由一款透明的梯形亚克力板组成，上底边长为0.4 cm，下底边长为10 cm，高为2.6 cm，并沿着上底边向下开一个宽0.4 cm、深1.3 cm的长方形槽。其与立板的卡槽完美契合，起到固定立板的作用。

实验探究

实验通用操作步骤：①将站立支架插入立板的卡槽中。②将斜面板两个螺杆分别插入立板的孔中，此时强力磁铁与铁片吸合。可以在圆弧处读出斜面的坡度。③按照需求调整斜面板的坡度大小。

1.探究物体在斜面上的运动方式与哪些因素有关

物体在斜面上的运动方式与物体的形状有关。如：斜面坡度为30°时，观察小球和小方块在斜面上的运动方式（如图4）。

物体在斜面上的运动方式与物体的摆放方式有关。如：斜面坡度为30°时，观察六棱柱竖着摆放和横着摆放在斜面上的运动方式。

物体在斜面上的运动方式与斜面坡度大小有关。如：观察小方块分别在坡度为30°、60°的斜面上的运动方式。

2.斜面上运动小车的能量与什么因素有关

小车分别从不同坡度（5°、15°、25°）的斜面顶端开始运动，比较小车撞击水平桌面上的小木块行驶的距离（如图5）。

同一斜面坡度（20°），小车分别在距离斜面底端8 cm、13 cm和18 cm处释放，比较小车撞击水平桌面上的小木块行驶的距离。

3.探究斜面可以省力，斜面坡度越小越省力

在量程为2.5 N的弹簧测力计下端挂上重量约1 N的滚筒，不拉动滚筒（只改变斜面坡度），在斜面坡度变化的过程中，观察弹簧测力计的读数变化（如图6）。

在坡度不同的斜面上（30°、45°、60°），拉动滚筒，观察滚筒在匀速运动过程中弹簧测力计的示数变化。

实验优点

精准有效，有效解决斜面5°间隔的快速精确自由设置。结构简单，便于拆卸组装。操作便捷，实验展示的通透度好，可视性强。一物多用，可以进行斜面的一系列实验。

（作者单位：沈菲，浙江省杭州市萧山区赭山小学；金亚军，浙江省杭州市萧山区朝晖小学）