两条纸带才是完美的

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  摘要:本文以实际操作的方式对电火花打点计时器在使用时究竟是让一条纸带还是两条纸带穿过限位孔进行了验证,证实了同时让两条纸带一上一下跨过墨粉盘穿过限位孔是合理的做法。
  关键词:电火花打点计时器;两条纸带
  打点计时器是高中物理中非常重要的实验仪器,但在使用过程中总存在一些问题,如穿过打点计时器限位孔的应该是一条纸带还是两条纸带,本文以实际操作的方式对此疑惑进行了解释。
  一. 一直存在的疑惑
   在进行打点计时器的使用教学时,为了展示打点计时器的结构示意图,便在教辅资料上及网上进行图片素材的搜索,如果按纸条的个数分类,结果有两种:其一为只有一条纸带穿过限位孔(如图1所示),其二为同时有两条纸带穿过限位孔(如图2所示)。
  自然的也产生了疑惑:我到底该展示给学生哪种穿纸带的方法?
  近几年来脑海里一直存在着这个想法。回想起初为人师时前辈们教的做法以及学业水平测试中学生独立做实验时的操作,直接说明着老师们给学生教的都是只穿一条纸带的做法,但这次,回想起网上的两种图示令人惴惴不安,决定用实际操作的方式做以实践和对比。
  二. 尝试中释疑
   只穿一条纸带的做法是清楚的,则使用两条纸带的操作便是在使用一条纸带的做法上做以调整,操作以自由落体运动为背景,按照以下5步进行操作:
  ○1.如图3所示,安装铁架台及电火花打点计时器,并将两条纸带同时穿过重锤;○2.如图4所示,將穿过重锤的两条纸带分别从墨粉盘的上下两侧穿过限位孔;○3.打开打点计时器,释放纸带;○4.关闭打点计时器,捡起重锤,观察纸带,如图5所示;○5.重复实验步骤○2—○4多次。
  通过以上的操作验证,发现以下2点:
  ○1.两条纸带中除刚开始部分均有点迹以外,其余部分均是仅一条纸带有点迹,另一条纸带无点迹,且有点迹的纸带为通过限位孔从墨粉盘下方穿过的那一条。粗浅的认为刚开始部分两条纸带均有点迹是因为在打开电火花打点计时器到释放纸带的这段时间里墨粉盘集中在一个位置且喷墨时间较长所致;
  ○2.取出打点计时器的墨粉盘,发现只使用一条纸带的墨粉盘(如图6所示——本墨粉盘是在多次使用点迹不清晰后取出墨粉盘转动后重新安装再多次使用后行成)使用率不高,同时使用两条纸带打点的墨粉盘(如图7所示)使用较为均匀,使用率较高。
  三.原因探寻
  经过这次真实的操作验证,主要找寻了以下两个问题的答案。一是明明同时使用两条纸带穿过电火花打点计时器的操作是合理的,为什么老师们还是坚持使用一条纸带?二是为什么使用的纸带条数不同,墨粉盘的使用率会不同?
  导致第一种现象的原因应该有三个。
  一是人们的习惯。这种习惯是人们沿用电磁打点计时器的使用方式所致,因为电磁打点计时器的打点部件是机械振针,所以一条纸带足够,这种习惯就像是马车的宽度决定了汽车的宽度,汽车的宽度决定了火车的宽度一样,是思维定势的体现;
  二是操作时的方便。这种方便体现在重锤与纸带的连接,体现在纸带穿入限位孔的过程,体现在取下纸带的过程;
  三是未经验证的怀疑。这种怀疑表现为两条纸带同时穿过限位孔,会不会都有点迹,从而造成纸带的浪费?
  导致第二个现象的原因主要为两条纸带同时下落时,会因为两条纸带与墨粉盘之间的摩擦会带动墨粉盘更好的转动,从而使得墨粉盘被均匀的使用。
  综上,可以说明在使用电磁打点计时器时只需要通过限位孔从墨粉盘下方穿过一条纸带,而使用电火花打点计时器时则需要通过限位孔从墨粉盘上下两侧各穿过一条纸带,这是由于两种打点计时器打点原理的不同,也是出于节约墨粉盘的考虑。
  参考文献:
  【1】余少敏.提高打点计时器的实验效果[J].中学理科园地. 2019(02)
  西安外国语大学附属西安外国语学校 李帖
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