自制简谐运动描迹仪王宝明 （慈溪市观城中学 浙江 315315）人教版普通高中课程标准实验教科书《物理》（选修 3－4）中简谐运动一节，教学重点是简谐运动的图象，而演示试验是这节课的关键。教材中介绍的演示试验，在实际操作过程中不能得到规范的正弦（余弦）曲线，学生在认知过程中遇到障碍。笔者针对这种情况，经过多次试验，自制了简谐运动图像描迹仪。一．仪器名称：简谐运动描迹仪二．实验设计思想将电火花打点计时器与带有气垫导轨的弹簧振子结合起来，进行适当的改装弹簧振子在气垫导轨上做简谐运动，从电火花计时器用导线引出高压脉冲电压，在放电指针和墨粉纸板之间放电，在白色纸带上留下点迹，记录弹簧振子的位移当匀速拉动纸带，作为记录时间，这些点迹所形成的图像就反映出做简谐运动的弹簧振子的位移随时间变化的关系图像——简谐运动图像。三．仪器材料0207 电火花打点计时器、J2201 气垫式弹簧振子、墨粉纸盘若干、宽 14cm 左右的白色纸带（8k 纸张沿长对折后所得）、微型电吹风机、转轴、小型电动机、导线若干。四．实验设计图：如图 1 所示图 1用心 爱心 专心4321五．制作方法：1、 J2201 弹簧振子是一个截面为“人”字型滑块，滑块上固定一铜质指针，在指针上端略 5mm 处向后弯折 90º，与滑块上方的标尺正对，作为描迹仪的放电针。如图中 3 所示。2、 用一根导线将螺旋弹簧和指针连接，使导线、指针和滑块形成一个整体作为振子。使螺旋弹簧成为通电电路的一部分。如图中 4 所示。3、 将墨粉纸盘对折后分开，粘贴在标尺上，有墨粉的一面在外侧，形成 15-16cm长的墨粉纸板，并用工具将原来平直的标尺变成圆弧形，使指针和圆弧的圆心在同一个水平面上。其目的有两个：圆弧形能使墨粉纸板和纸带接触紧密，打出的点迹比较清晰；指针的末端与圆柱面之间形成点、线高压脉冲放电，使点迹不会上下漂移，减小试验误差。如图中 2 所示。4、 将微型电吹风机中的电热丝去掉（只需冷风），再与气垫导轨的进气管相连，在高压气流作用下，弹簧振子做无摩擦振动，在忽略空气阻力的情况下，可以认为是简谐运动。根据实验验证，在完成 15 次全振动振幅几乎不变，而打完一条纸带只需完成 5-10 次全振动。5、 从电火花打点计时器高压脉冲输出插孔中引出两条导线，正极输出与螺旋弹簧的固定端相连，这样高压电流可以通过弹簧、导线传输到放电针；负极输出与墨粉纸板连接。如图中 1 所示。实验时应将电火花打点计...
