黃儀華　張曉玲

利用重錘線可以制作精密水平尺，不僅制作工藝簡單，而且測量精密，既整合了三角板原有功能，還能測出物體表面的坡角。

在生活中，人們常常使用水平尺來檢測物體是否水平，常見的是水準(zhǔn)泡式水平尺，如圖1所示。它是靠玻璃管內(nèi)水準(zhǔn)泡的移動來判斷物體是否水平的，當(dāng)水平尺發(fā)生傾斜時，氣泡就會向升高的一端移動，從而判斷物體表面哪一端高，哪一端低。

筆者在使用普通水平尺的過程中，發(fā)現(xiàn)其存在以下幾個弊端。

（1）制作工藝復(fù)雜。由于水平尺是通過觀察氣泡的移動來判斷物體是否水平的，氣泡的大小決定了水平尺的精密程度，因此，氣泡不能太大，也不能太小，這給水平尺的制作帶來了麻煩。

（2）測量不夠精密。使用水平尺時，是通過觀察氣泡是否處于中心位置來判斷物體是否水平，在觀察判斷過程中，人為因素所造成的誤差比較大。

（3）在使用過程中只能判斷物體是否水平，但物體表面的坡角具體是多大，則無法測量。

為了改進(jìn)普通水平尺的不足，筆者設(shè)計了如圖2所示的實驗裝置，不僅制作工藝簡單，而且測量精密，既整合了三角板原有功能，還能測出物體表面的坡角。

1 器材

普通量角器、細(xì)線、小圓錐體、教學(xué)用三角板、強(qiáng)力膠。

2 制作方法

（1）將量角器刻度按照如圖3所示改進(jìn)。

（2）用細(xì)線和圓錐體做成重錘線。

（3）用強(qiáng)力膠依圖2所示，將量角器、教學(xué)用三角板粘合在一起，注意使量角器的零刻度線與三角板的底邊垂直。

（4）用強(qiáng)力膠將重錘線一端固定在量角器中心處。

3 使用方法

將三角板底邊緊貼被測物體表面豎直放置，如圖4所示。

如果被測物體表面水平，那么重錘線將與量角器的零刻度線重合；如果被測物體表面不水平，那么重錘線在量角器上所指示的角度即等于被測物體表面的坡角。

4 工作原理

對圖4用幾何圖形簡化，

可得圖5，由于量角器零刻度

線與物體表面垂直，重錘線與水平面垂直，所以量角器零刻度線、重錘線、斜面所組成的三角形與重錘線、斜面、水平面所組成的三角形是相似三角形。由相似三角形的特點可推出：∠1和∠2相等，所以，量角器零刻度線與重錘線的夾角等于被測物體表面與水平面所成的角度，即坡角。