邓云峰　白先锋

在小学阶段，如何研究影响摆摆动快慢的因素呢？方法有三种：一是在摆幅和摆绳长度不变的情况下改变摆锤质量;二是在摆锤质量和摆绳长度不变的情况下改变摆幅;三是在摆锤质量和摆幅不变的情况下改变摆绳的长度。

以往，教师使用的教具不够科学，操作不够严谨，实验易出现误差。因此，我们结合STEAM教育理念对实验进行改进。

一、改进方案

实验器材

两个大小不同的单摆摆锤、半圆形空白木板、支架、摆绳

装置制作

1.3D打印两个大小不同的中空摆锤（球形），在摆锤中间各安装一枚强力磁铁（如图1）。

2.用半圆形空白木板制作中间刻度为0°，由中间往两边逐步增加度数的倒置量角器，分别在15°、30°、45°处标记刻度并留好插孔。

3.测量摆绳长度，在摆锤重心与支架相切处标记长度。例如摆绳端点到摆锤重心的长度为20 cm，将摆锤靠在支架上，在摆锤重心与支架相切处标记20 cm（如图2）。

二、操作过程

实验一：在摆幅和摆绳长度不变的情况下改变摆锤质量

1.准备摆幅为15°的单摆，摆绳长度为30 cm。

2.利用秒表测量该摆在10秒内摆动的次数并记录。

3.在摆幅和摆绳长度不变的情况下，将中空球形小摆锤吸附在原摆锤上，测量其在10秒内摆动的次数并记录。

4.在摆幅和摆绳长度不变的情况下，将中空球形大摆锤吸附在原摆锤上，测量其在10秒内摆动的次数并记录。

5.比较数据，得出实验结论。

以往的实验通过直接挂钩码或用橡皮泥包裹原摆锤的方式增加摆锤质量，这样会使摆锤重心改变、摆绳长度变化（如图3），导致实验出现误差。……