针偏试电荷间相互作用演示器的制作

安徽省蒙城县第六中学  李松

一、制作背景

    初中物理实验中关于力大小的测量，常使用针移式弹簧测力计来进行，但由于其刻度间距较小，用于演示时离讲台较远处的同学，因看不清楚刻度线无法读数而达不到应有的实验效果，又因其弹簧自重的影响在测量方向非竖直向上力的大小时，也体现出其设计的不足。针对这些缺陷，本人经过长期地苦思冥想，反复试验终于找到了解决方法，自行设计制作了一种可以测量任何方向力的针偏式弹簧测力计。

二、制作过程

（一）刻度盘的制作：用三合板截取直径约230mm的圆板，在在穿细绳处刻一狭缝。

    （二）手柄的制作：用约18mm×25mm木条截取约70mm长，用胶或木螺丝固定在刻度盘中轴线上。

 （三）滑轮的安装：找两个直径约40mm的滑轮（到实验室看看有没有废旧的或自制），一个将滑轮轴固定在刻度盘于正面的中心，另一个将滑轮轴固定在距刻度盘中心60mm于背面的下方，使两滑轮轴心连线与手柄所在轴线约成30°角。

    （四）指针的制作：用硬纸片剪取带长约100mm宽约8mm指针的直径约35mm的圆，再在圆心处打孔用胶水将圆粘在位于刻度盘中心的滑轮上。

（五）弹簧的固定：在刻度盘背面边缘且位于背面滑轮轴上方，固定一个木螺丝。将弹簧一端挂在木螺丝上面，另一端系一条400mm的细绳。

（六）细绳的绕法：将一端系在弹簧上的细绳先绕过刻度盘背面的滑轮，穿过刻度盘再绕过刻度盘正面的滑轮，使测力时指针顺时针旋转。

（七）校零：使指针竖直向下指向零刻度线，拉直细绳使弹簧刚发生形变时，用少许百得胶水将绕过刻度盘正面滑轮的细绳局部粘连在轮槽内，再让细绳绕轮轴一圈后留约150mm长。

（八）刻度线的画法：使用50g重约0.5N的钩码挂在测力线上，在指针对应处画出长刻线并标上主要数值1N、2N、3N、4N、5N,在长刻度线间平分十等份画出短刻线。

三、使用方法

   手持手柄使刻度盘处于竖直平面内，并让弹簧竖直下垂。测量任何方向的力时，只需改变拉力线方向即可。