多功能平衡尺,調(diào)查報(bào)告

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1、科研創(chuàng)新成果 多功能平衡尺研究報(bào)告 項(xiàng)目制作人：劉新民 1. 項(xiàng)目名稱：多功能平衡尺 2. 項(xiàng)目提出的背景 小學(xué)科學(xué)中的力學(xué)主要是簡(jiǎn)單機(jī)械杠桿、滑輪、輪軸、還有研究物體所受的重力、摩擦力、彈力、物體受水的浮力等，這些實(shí)驗(yàn)操作大部分要通過杠桿和支架來完成，再加上有的實(shí)驗(yàn)用手操作，不穩(wěn)定，影響讀數(shù)的準(zhǔn)確性，例如彈簧稱的讀數(shù)、溫度計(jì)的讀數(shù)等，我們可以把它們掛在支架上，讀數(shù)更準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)室有相應(yīng)的器材但功能比較單一，我們可以把工作原理相同的幾種器材進(jìn)行整合，從一種功能變成多種功能，攜帶比較方便，又減少占用空間，還節(jié)約資源又環(huán)保。因此提出了該項(xiàng)目。 3. 項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路 用比較重的硬木頭做底座

2、，在底座的側(cè)面裝個(gè)鐵鉤，以便勾彈簧稱做研究摩擦力實(shí)驗(yàn)；在底座的上面鉆個(gè)孔，鉆大約三分之二深，然后在孔中裝一根上窄下寬的木條作支柱，在支柱的上方鉆個(gè)大約直徑為5毫米的孔，然后穿一截光滑的螺絲，在支柱上裝上一個(gè)撐勾，以便固定平衡尺做成支架，可以做使用彈簧稱實(shí)驗(yàn)，研究物體的重力和物體受到水的浮力實(shí)驗(yàn)；用長(zhǎng)40厘米，寬3厘米，厚1厘米的木條做平衡尺，在它的正中央鉆個(gè)直徑為5毫米的孔，在孔內(nèi)加潤(rùn)滑油，減小支點(diǎn)處的摩擦，使平衡尺擺動(dòng)自如，在平衡尺的兩端分別裝一個(gè)可以調(diào)節(jié)的螺母，可以調(diào)節(jié)杠桿使之平衡，在它的下邊等距離裝兩個(gè)鐵圈和六個(gè)鐵鉤掛鉤碼，支點(diǎn)兩邊各一個(gè)鐵圈和三個(gè)鐵鉤，把平衡尺用螺絲栓在支柱上，就可以做

3、實(shí)驗(yàn)了，用它可以研究杠桿實(shí)驗(yàn)；再做兩個(gè)同樣的天平盤掛在杠桿兩端做成天平，可以稱物體的質(zhì)量。 4. 項(xiàng)目的科學(xué)原理 （1） 杠桿平衡原理。 （2）三角形的穩(wěn)定性。 5. 項(xiàng)目摘要以及操作方法 （1）項(xiàng)目摘要： 該多功能平衡尺主要由底座、支柱、平衡尺、天平盤、撐勾四部分組成。用它可以做研究杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)；可以做研究杠桿實(shí)驗(yàn)（省力杠桿、費(fèi)力杠桿、既不省力也不費(fèi)力杠桿）；可以做天平實(shí)驗(yàn)；還可以用撐勾把平衡尺固定當(dāng)支架，用它可以做使用彈簧稱實(shí)驗(yàn)，測(cè)量物體的重量及物體受水的浮力實(shí)驗(yàn)，做測(cè)量水的溫度實(shí)驗(yàn)，還可以做滑輪等實(shí)驗(yàn)。 （2）操作方法 ?做杠桿平衡實(shí)驗(yàn)： 先調(diào)節(jié)平衡尺兩端的螺母使之

4、平衡，再在平衡尺的支點(diǎn)兩邊的不同位置掛不同個(gè)數(shù)的鉤碼使平衡尺平衡，分別記下鉤碼個(gè)數(shù)和離支點(diǎn)格數(shù)，反復(fù)幾次，發(fā)現(xiàn)杠桿尺平衡的條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。 ?做杠桿實(shí)驗(yàn)： A. 省力杠桿：把左邊的鉤碼看作阻力，右邊的鉤碼看作動(dòng)力；在支點(diǎn)的左邊一格處掛四個(gè)鉤碼（阻力），在支點(diǎn)右邊四格處掛一個(gè)鉤碼（動(dòng)力），平衡尺就能平衡，非常省力，得出結(jié)論：當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí)省力。 B. 費(fèi)力杠桿：在支點(diǎn)左邊四格處掛一個(gè)鉤碼（阻力），在支點(diǎn)右邊一格處要掛四個(gè)鉤碼（動(dòng)力），平衡尺才能平衡，非常費(fèi)力，得出結(jié)論：當(dāng)動(dòng)力臂小于阻力臂時(shí)費(fèi)力。 C. 既不省力也不費(fèi)力杠桿：在支點(diǎn)左邊兩格處掛兩個(gè)鉤碼（阻力），在支

5、點(diǎn)右邊兩格處要掛兩個(gè)鉤碼（動(dòng)力），平衡尺才能平衡，阻力和動(dòng)力相等，得出結(jié)論：動(dòng)力臂等于阻力臂時(shí)既不省力也不費(fèi)力。 ?天平實(shí)驗(yàn) 在平衡尺兩邊離支點(diǎn)等距離處分別掛一個(gè)盤，再在天平的左盤放重物右盤放砝碼使天平平衡，根據(jù)平衡原理“動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂”由于動(dòng)力臂等于阻力臂，所以動(dòng)力等于阻力，即天平左盤物體的質(zhì)量等于右盤砝碼的質(zhì)量。 ④做與支架有關(guān)的實(shí)驗(yàn) 用支柱上的撐勾把平衡尺固定起來，就可以做與支架有關(guān)的實(shí)驗(yàn)了，例如把彈簧稱掛在支架上做使用彈簧稱實(shí)驗(yàn)，把溫度計(jì)掛在支架上做測(cè)量水的溫度實(shí)驗(yàn)，因?yàn)檫@兩個(gè)實(shí)驗(yàn)讀數(shù)時(shí)，用手提著容易擺動(dòng)影響讀數(shù)的準(zhǔn)確性，產(chǎn)生誤差；把它們掛在支架上讀數(shù)，可以減少讀數(shù)

6、誤差；還可以把滑輪或繩的一端固定在支架上做定滑輪或動(dòng)滑輪實(shí)驗(yàn)、物體重力實(shí)驗(yàn)、物體受水的浮力實(shí)驗(yàn)等。 ⑤研究摩擦力大小實(shí)驗(yàn) 把該裝置的底座拆下來，用彈簧稱勾住底座側(cè)面的鐵圈，在光滑左面上勻速拉動(dòng)，記住讀數(shù)；再在底座上放一個(gè)鉤碼，再勻速拉動(dòng)彈簧稱，記住讀數(shù)；然后在桌面上墊一塊毛巾，在勾住底座勻速拉動(dòng)，記住讀數(shù)，由于是勻速運(yùn)動(dòng)，所以摩擦力的大小可以用彈簧稱的以表示。最后比較物體得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和物體所受的壓力有關(guān)。 6. 項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)或改進(jìn)點(diǎn) 在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上，把工作原理相同的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行整合，使用方便；把外觀做得更完美些，在支點(diǎn)處加潤(rùn)滑油，以減少摩擦

7、而影響實(shí)驗(yàn)效果，底座在原來基礎(chǔ)上還要加重一點(diǎn)，支柱應(yīng)設(shè)計(jì)成上窄下寬的形式以增強(qiáng)裝置的穩(wěn)定性，在平衡尺的下面裝鐵鉤和鐵圈等。 7. 項(xiàng)目研究實(shí)際意義 利用現(xiàn)代教育中整合的思想，把工作原理相近的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)一體多用，攜帶方便，減少占用空間，增強(qiáng)環(huán)保。 8. 他人同類情況研究調(diào)查 通過各種網(wǎng)站查詢，發(fā)現(xiàn)有類似的實(shí)驗(yàn)器材，但功能比較單一，學(xué)術(shù)研究也只研究它的某一功能，沒有提及其他的功能。目前尚未同類研究及相關(guān)資料。 9. 進(jìn)一步完善該項(xiàng)目的設(shè)想 目前該器材還在進(jìn)一步的研究中，等進(jìn)一步完善后，設(shè)法得到推廣。 10. 圖片展示： 主體圖片1 主體圖片2 2017年10月20 4