火车转弯问题实验群

关世彪 马经伟 张国栋

摘 要：针对火车转弯问题制作了三组教具，模拟了火车平面与斜面转弯问题，丰富了演示实验手段.有助于学生形成清晰的科学观念，建构合适的物理模型，为学生进行以后的科学探究做准备.

关键词：实验群开发;自制教具;火车转弯

中图分类号：G633.7     文献标识码：B     文章编号：1008-4134（2021）19-0049-02

作者简介：关世彪（1975-），男，黑龙江双城人，本科，中学高级教师，研究方向：中学物理教学;

马经伟（1992-），男，黑龙江大庆人，本科，中学二级教师， 研究方向：中学物理教学.

通讯作者：张国栋（1981-），男，河北清苑人，硕士，中学一级教师，研究方向：中学物理教学.

对于火车转弯问题，课程标准中提到“建议调查铁路拐弯处两条铁轨间的高度差异”，人教版教材在“生活中的圆周运动”中也列举了转弯实例.火车虽然常见，但学生对车轮构造，轮缘作用，平面和斜面转弯时模型的建立、理论分析等存在困难.为了模拟更加真实的情景，笔者制作了火车转弯问题演示教具.

1 火车水平转弯

1.1 器材介绍

火車玩具套装（如图1），锡箔纸自制电刷（如图2），电池组，蓝色、绿色发光二极管等（如图3）.

1.2 实验原理与关键点

电路图如图4所示.

实验原理：利用火车轮缘（粘贴导电铝箔）与铁轨（粘贴导电铝箔）之间接触作为开关，控制相应侧的发光二极管发光，表现轮缘与铁轨间存在相互作用力.火车转弯时，由于火车需要指向圆心的向心力，所以外侧轮缘会与外侧轨道接触挤压，进而接通外部轨道电路，外侧轨道处的……