论文部分内容阅读
长期以来，教师在物理课演示测力实验时，离不开弹簧测力计和砝码。由于测力计示数不清、误差大，又不便于操作，特别是对磁场力、洛仑磁力只能“干瞪眼”，无法定量精准测定，使得学生难以理解掌握相关内容。
面对这一司空见惯的现象，长沙市稻田中学高一学生肖湘峰在听课之余动起了脑筋，与同伴一起将测力的弹簧和砝码打造成一台能演示各种力学现象的物理数码力学测力平台。课堂演示时测力计指针不稳定、读数不准的现象终于成为过去。
凭借“中学物理数码力学测力平台”，肖湘峰先后荣获第三十一届长沙市青少年科技创新大赛、第三十五届湖南省青少年科技创新大赛一等奖。
在稻田中学科技创新室里，肖湘峰大方地向记者敞开了他的科技创新小世界。
破解中学物理测力难题
一次物理课上，老师正在用弹簧测力计演示摩擦力，由于测力计指针摇摆不定，讲台下的肖湘峰费了九牛二虎之力才看清测力计指数，一堂课下来，他不仅听得一头雾水，还对摩擦力知识产生了错觉。老师告诉他，这是因为在实验中，无法克服测力计的重力，手拉物体运动时，无法做到均匀施力。
听到这里，肖湘峰顿时来了灵感：如果发明一种能显示摩擦力大小的设备，做实验时可直接显示读数，不用紧盯着测力计指针该多好。下课后，肖湘峰与老师讨论测力计改进的方法。在得到老师的肯定后，肖湘峰与同在长沙市雨花区少年宫科技小组的李宇轩开始设计制作一套精准的测力实验器材。
从开始的固定弹簧，到同时固定弹簧和滑块，拉动滑块下的接触面，再到加装拉力传感器及模数转换器，使示数及时显现，两人进行了艰辛的探索。渐渐地，最初的想法不断完善，设计图纸也画了厚厚的一摞。
“如何将拉力传感器的信号及时变为可视信号，是我遇到最头痛的问题。”肖湘峰说。为此，他和李宇轩特意到菜市场观察电子秤，还将几台锈迹斑斑的电子秤搬回家拆解，用以分析显示原理。他还在网上订购各种测力传感器进行研究，并找来相关书籍学习。
几个月过去了，在老师的帮助下，肖湘峰制作出一套可同时测多种力的数码器材。摩擦力？没问题！浮力？一样搞定！就连传统测力计束手无策的磁场力，这套测力平台一样驾轻就熟。
肖湘峰还特意用这套测力平台为记者演示：先测金属球重力，然后在烧杯中加满水，将金属球慢慢放到烧杯中，直至水溢出，且金属球全部浸入水中，再观察测力平台上两个传感器的示数。其中一个逐渐变小的是小球受到浮力后的重量，另一个逐渐变大的是排出的水的重量。根据阿基米德原理，浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开的液体所受的重力，大家很容易就从显示器上看到金属球受到的浮力大小。
肖湘峰还对这个数值进行了验证，“根据浮力的计算方法，物体受到的浮力大小=浸入水前的重量-浸入水后的重量，可以确定测力平台所测出的浮力完全正确”。
“我们一步步改进仪器，由测量摩擦力到测量浮力，再到测量磁场力，每一步的改进对我们的思维都是一次拓展。”肖湘峰说，科技创新不仅让自己享受了动手的乐趣，还让自己活学活用，增长了知识。
“科学达人”很有爱
在同学眼中，“一不留神”就成了小发明家并斩获湖南省青少年科技创新大赛最高奖项的肖湘峰是个“科学达人”，其实这个“科学达人”除了爱好科技创新，还特别有爱。肖湘峰的第一个作品就是因爱而生。
一次，正在做作业的肖湘峰突然听到妈妈的尖叫声，他赶紧循声跑过去。原来妈妈为了清扫窗帘杆，在卧室梳妆台上垫了一个小凳子，由于重心不稳摔倒了。看着受伤的妈妈，肖湘峰有些心疼，能不能发明一个清扫工具，方便妈妈打扫呢？
经过几天的思索，肖湘峰用可乐瓶、海绵和废弃的拖把杆，发明了一个窗帘杆清洁器，有了它，不用站在凳子上就能清扫窗帘杆上的灰尘。妈妈使用后给了很高的评价，肖湘峰心里甭提多开心。
因为羡慕肖湘峰在科技创新上取得的成绩，不少同学也想迈进科技创新的大门，肖湘峰便把自己的心得体会毫无保留地告诉大家，让大家少走弯路。每当同学遇到困难时，他便耐心地为他们解答，直到听懂为止。有时他还会给同学们讲一些科技创新的故事或者给大家带去一些科技方面的书籍，让他们增长知识，共同进步。
很“二”很认真
“他平时挺‘二’的，但做事情时很认真。”这是队友李宇轩对肖湘峰的评价。对此，肖湘峰笑着大叫不公：“我虽然是‘技术宅’，但除了科技创新，我还喜欢打篮球、打乒乓球，怎么会和‘二’有关系。”不过对于认真的评价，肖湘峰很认同，不管什么事，他一定会努力做到最好。
在肖湘峰家里，有一间专门用来做实验的房间，这是家人特意为他腾出来的。“课余我喜欢宅在家里做实验，特别是化学实验，对收集化学元素也情有独钟，现在我已经收集了地球上30多种化学元素。”肖湘峰说，希望自己能成为像《视觉之旅：神奇的化学元素》作者西奥多·格雷那样疯狂的元素收藏爱好者。
为收集元素，肖湘峰自学了不少实验，并成功从胃药中提取了金属铋。“这就是个简单的化合实验。”肖湘峰笑着解释，大多数胃药的有效成分都是碱式水杨酸铋，只要调配好盐酸溶液，就能轻松提取。
不过，聪明的肖湘峰也曾做过在别人看来犯“二”的事。他家小区楼顶上有一个3米多高的水塔，上面有一个废弃的小灵通基站。迷上无线电之后，一心想建无线电台的肖湘峰便打起了这个基站的主意。
一不做二不休，肖湘峰把整个设备拆解，不拆不要紧，一拆着实被吓了一跳——100多斤的设备，从外形到内部结构，远不是初出茅庐的自己能驾驭得了的。一番折腾后，灰头土脸的肖湘峰只能兴怏怏地回到家里。
“放弃自己最擅长的，找寻自己最不擅长的事来做，不是很‘二’吗？”肖湘峰说，“但一旦把自己最不擅长的部分做好了，就是巨大的成功和进步。”建无线电台绝不是自己头脑发热，现在他正在恶补相关的知识，争取早日把楼顶上的设备“吃掉”。
成为一名机械工程师是肖湘峰心中早已划定的人生目标。“虽然现在自己小有所成，但还需要脚踏实地把握每一天，争取以后考上理想的大学，从事自己喜欢的行业。”肖湘峰说，眼下自己的计划是尽量完善“中学物理数码力学测力平台”，早日申请到国家专利。
面对这一司空见惯的现象，长沙市稻田中学高一学生肖湘峰在听课之余动起了脑筋，与同伴一起将测力的弹簧和砝码打造成一台能演示各种力学现象的物理数码力学测力平台。课堂演示时测力计指针不稳定、读数不准的现象终于成为过去。
凭借“中学物理数码力学测力平台”，肖湘峰先后荣获第三十一届长沙市青少年科技创新大赛、第三十五届湖南省青少年科技创新大赛一等奖。
在稻田中学科技创新室里，肖湘峰大方地向记者敞开了他的科技创新小世界。
破解中学物理测力难题
一次物理课上，老师正在用弹簧测力计演示摩擦力，由于测力计指针摇摆不定，讲台下的肖湘峰费了九牛二虎之力才看清测力计指数，一堂课下来，他不仅听得一头雾水，还对摩擦力知识产生了错觉。老师告诉他，这是因为在实验中，无法克服测力计的重力，手拉物体运动时，无法做到均匀施力。
听到这里，肖湘峰顿时来了灵感：如果发明一种能显示摩擦力大小的设备，做实验时可直接显示读数，不用紧盯着测力计指针该多好。下课后，肖湘峰与老师讨论测力计改进的方法。在得到老师的肯定后，肖湘峰与同在长沙市雨花区少年宫科技小组的李宇轩开始设计制作一套精准的测力实验器材。
从开始的固定弹簧，到同时固定弹簧和滑块，拉动滑块下的接触面，再到加装拉力传感器及模数转换器，使示数及时显现，两人进行了艰辛的探索。渐渐地，最初的想法不断完善，设计图纸也画了厚厚的一摞。
“如何将拉力传感器的信号及时变为可视信号，是我遇到最头痛的问题。”肖湘峰说。为此，他和李宇轩特意到菜市场观察电子秤，还将几台锈迹斑斑的电子秤搬回家拆解，用以分析显示原理。他还在网上订购各种测力传感器进行研究，并找来相关书籍学习。
几个月过去了，在老师的帮助下，肖湘峰制作出一套可同时测多种力的数码器材。摩擦力？没问题！浮力？一样搞定！就连传统测力计束手无策的磁场力，这套测力平台一样驾轻就熟。
肖湘峰还特意用这套测力平台为记者演示：先测金属球重力，然后在烧杯中加满水，将金属球慢慢放到烧杯中，直至水溢出，且金属球全部浸入水中，再观察测力平台上两个传感器的示数。其中一个逐渐变小的是小球受到浮力后的重量，另一个逐渐变大的是排出的水的重量。根据阿基米德原理，浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开的液体所受的重力，大家很容易就从显示器上看到金属球受到的浮力大小。
肖湘峰还对这个数值进行了验证，“根据浮力的计算方法，物体受到的浮力大小=浸入水前的重量-浸入水后的重量，可以确定测力平台所测出的浮力完全正确”。
“我们一步步改进仪器，由测量摩擦力到测量浮力，再到测量磁场力，每一步的改进对我们的思维都是一次拓展。”肖湘峰说，科技创新不仅让自己享受了动手的乐趣，还让自己活学活用，增长了知识。
“科学达人”很有爱
在同学眼中，“一不留神”就成了小发明家并斩获湖南省青少年科技创新大赛最高奖项的肖湘峰是个“科学达人”，其实这个“科学达人”除了爱好科技创新，还特别有爱。肖湘峰的第一个作品就是因爱而生。
一次，正在做作业的肖湘峰突然听到妈妈的尖叫声，他赶紧循声跑过去。原来妈妈为了清扫窗帘杆，在卧室梳妆台上垫了一个小凳子，由于重心不稳摔倒了。看着受伤的妈妈，肖湘峰有些心疼，能不能发明一个清扫工具，方便妈妈打扫呢？
经过几天的思索，肖湘峰用可乐瓶、海绵和废弃的拖把杆，发明了一个窗帘杆清洁器，有了它，不用站在凳子上就能清扫窗帘杆上的灰尘。妈妈使用后给了很高的评价，肖湘峰心里甭提多开心。
因为羡慕肖湘峰在科技创新上取得的成绩，不少同学也想迈进科技创新的大门，肖湘峰便把自己的心得体会毫无保留地告诉大家，让大家少走弯路。每当同学遇到困难时，他便耐心地为他们解答，直到听懂为止。有时他还会给同学们讲一些科技创新的故事或者给大家带去一些科技方面的书籍，让他们增长知识，共同进步。
很“二”很认真
“他平时挺‘二’的，但做事情时很认真。”这是队友李宇轩对肖湘峰的评价。对此，肖湘峰笑着大叫不公：“我虽然是‘技术宅’，但除了科技创新，我还喜欢打篮球、打乒乓球，怎么会和‘二’有关系。”不过对于认真的评价，肖湘峰很认同，不管什么事，他一定会努力做到最好。
在肖湘峰家里，有一间专门用来做实验的房间，这是家人特意为他腾出来的。“课余我喜欢宅在家里做实验，特别是化学实验，对收集化学元素也情有独钟，现在我已经收集了地球上30多种化学元素。”肖湘峰说，希望自己能成为像《视觉之旅：神奇的化学元素》作者西奥多·格雷那样疯狂的元素收藏爱好者。
为收集元素，肖湘峰自学了不少实验，并成功从胃药中提取了金属铋。“这就是个简单的化合实验。”肖湘峰笑着解释，大多数胃药的有效成分都是碱式水杨酸铋，只要调配好盐酸溶液，就能轻松提取。
不过，聪明的肖湘峰也曾做过在别人看来犯“二”的事。他家小区楼顶上有一个3米多高的水塔，上面有一个废弃的小灵通基站。迷上无线电之后，一心想建无线电台的肖湘峰便打起了这个基站的主意。
一不做二不休，肖湘峰把整个设备拆解，不拆不要紧，一拆着实被吓了一跳——100多斤的设备，从外形到内部结构，远不是初出茅庐的自己能驾驭得了的。一番折腾后，灰头土脸的肖湘峰只能兴怏怏地回到家里。
“放弃自己最擅长的，找寻自己最不擅长的事来做，不是很‘二’吗？”肖湘峰说，“但一旦把自己最不擅长的部分做好了，就是巨大的成功和进步。”建无线电台绝不是自己头脑发热，现在他正在恶补相关的知识，争取早日把楼顶上的设备“吃掉”。
成为一名机械工程师是肖湘峰心中早已划定的人生目标。“虽然现在自己小有所成，但还需要脚踏实地把握每一天，争取以后考上理想的大学，从事自己喜欢的行业。”肖湘峰说，眼下自己的计划是尽量完善“中学物理数码力学测力平台”，早日申请到国家专利。