■長(zhǎng)沙市雅禮書院中學(xué) 李家俊

在生物課中，我們進(jìn)行了“測(cè)定反應(yīng)速度”的探究活動(dòng)。但原測(cè)試方法及裝置存在很多不足，比如，測(cè)試者與受測(cè)者手的抖動(dòng)會(huì)使受測(cè)者手指偏離尺的零刻度，增大實(shí)驗(yàn)誤差；受測(cè)者每次拇指與食指張開的寬度不一，對(duì)夾尺有影響；夾尺時(shí)手指與尺的接觸面積較大，手指邊緣不整齊，無法精確讀數(shù)；測(cè)試時(shí)受測(cè)者會(huì)無意識(shí)地將手上移抓尺，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不精準(zhǔn)，等等。

由于不能精確地反映受測(cè)者的反應(yīng)速度，學(xué)生易失去做實(shí)驗(yàn)的興趣。所以，我想對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)。

一、改進(jìn)設(shè)想

通過查閱資料與反復(fù)設(shè)計(jì)，最終確定在一個(gè)支架上固定一把刻度表（左邊是精確到毫米的距離刻度，右邊是精確到0.01 秒的反應(yīng)時(shí)間刻度）。

支架上端固定一個(gè)固定環(huán)和按鈕，按鈕通過自行車的剎車線與一個(gè)腳踩控制器連接，可直接由手按壓控制。刻度表的前面有一個(gè)拴著細(xì)線并帶有環(huán)形指針的鋼球，細(xì)線穿過聲音觸發(fā)導(dǎo)線環(huán)與控制按鈕，由固定環(huán)固定?？潭缺淼摹?”刻度處有一個(gè)聲音觸發(fā)導(dǎo)線環(huán)，既能確保鋼球的環(huán)形指針與“0”刻度對(duì)準(zhǔn)，又能在需要時(shí)觸發(fā)聲音（用于測(cè)試受測(cè)者的聽覺反應(yīng)）。

支架上方有一個(gè)由受測(cè)者控制的按鈕，通過腳踩控制器可控制鋼球運(yùn)動(dòng)。后面的數(shù)據(jù)表（1mm～350mm）每一毫米對(duì)應(yīng)精確到0.001 秒的反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)表。

二、設(shè)計(jì)原理

利用自由落體的原理，采用簡(jiǎn)單機(jī)械裝置測(cè)定駕駛員的視覺反應(yīng)速度，結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 快速反應(yīng)測(cè)試訓(xùn)練器結(jié)構(gòu)圖

在底座上設(shè)置一個(gè)可伸縮的支架，支架前面的底座上有緩沖墊，支架頂部有固定環(huán)和按鈕，按鈕既可直接用手按壓控制，又可由腳踩控制器控制。

支架正面有刻度表（根據(jù)自由落體公式計(jì)算出物體在每0.01 秒時(shí)下落高度的對(duì)應(yīng)位置，左邊是毫米刻度，右邊是對(duì)應(yīng)的時(shí)間刻度），在上端的“0”刻度處支架上有導(dǎo)線環(huán)，刻度表的前面設(shè)有鋼球，鋼球上有環(huán)形指針與細(xì)線，細(xì)線穿過導(dǎo)線環(huán)和按鈕，由固定環(huán)固定。

支架背面設(shè)有根據(jù)自由落體公式換算獲得的鋼球下落的高度與時(shí)間對(duì)照的數(shù)據(jù)表，在數(shù)據(jù)表中，每一毫米對(duì)應(yīng)的時(shí)間精確到0.001 秒，因此，本裝置測(cè)試的反應(yīng)時(shí)間可精確到0.001 秒。

三、使用方法

在測(cè)試與訓(xùn)練中，受測(cè)者坐在椅子上，將右腳放在腳踩控制器上，眼睛盯著刻度表前面的鋼球。

受測(cè)者在支架上端拉住細(xì)線，讓鋼球的環(huán)形指針對(duì)準(zhǔn)尺的“0”刻度，然后突然松開細(xì)線，鋼球迅速下落。鋼球下落相當(dāng)于駕駛員遇到突發(fā)事件的情境，受測(cè)者快速用右腳踩控制器，相當(dāng)于駕駛員遇到突發(fā)事件時(shí)迅速踩剎車的反應(yīng)。此時(shí)，鋼球停在某一高度。

根據(jù)環(huán)形指針?biāo)缚潭缺砩嫌疫叺臅r(shí)間刻度，可直接讀出精確到0.01 秒的反應(yīng)時(shí)間，根據(jù)環(huán)形指針指示的刻度表上左邊的毫米刻度值，可從支架背面的數(shù)據(jù)表中查出精確到0.001 秒的反應(yīng)時(shí)間。

圖2 裝置實(shí)物圖

四、創(chuàng)新點(diǎn)

快速反應(yīng)測(cè)試訓(xùn)練器不僅能快速、精準(zhǔn)地測(cè)定駕駛員的視覺( 或聽覺) 反應(yīng)速度，還能作為提高反應(yīng)速度的訓(xùn)練工具。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，易推廣，測(cè)試精確度高，可操作性強(qiáng)，結(jié)果真實(shí)。

快速反應(yīng)測(cè)試訓(xùn)練器可作為駕駛員培訓(xùn)學(xué)校的測(cè)試與訓(xùn)練工具，或中小學(xué)教學(xué)儀器，也可作為日常生活?yuàn)蕵?、休閑的測(cè)試器具。