巧用日光燈支架做機械能轉化實驗
人教課程標準實驗教科書九年級物理第十五章第四節《動能和勢能》,第五節《機械能及其轉化》,課本上安排了多個實驗。我所在的學校沒有合適的實驗器材,我就利用學校退下來的廢舊日光燈的支架,製作了一個簡易的實驗裝置,此裝置雖然簡單,但可完成多個相關實驗,且材料好找、製作方便,可大量製作,便於讓學生進行分組實驗,提高課堂教學效果。
材料:廢普通日光燈支架內側部分(反光蓋,長120㎝,取下日光燈管,便可拆掉反光蓋,如圖所示)、彈簧(長10㎝左右)。
製作:
1.分別在反光蓋的15cm處,55cm處,115cm做記號;
2.用鋸條在反光蓋的各確定位置處兩側各鋸一條縫(便於彎折);
3.根據彈簧的直經在最後5cm的適當位置打一小孔(用於固定彈簧,孔的大小依彈簧而定);
4.最後把它彎製成如圖所示形狀,固定好彈簧即可。
能夠完成的實驗:
1.探究:動能的大小與什麼因素有關?
在上述裝置上,再新增質量不相等的兩個鐵球、一個木塊即可。實驗過程如下:首先讓同一鐵球分別從斜面的不同位置滾下,撞擊放在平面上的木塊,觀察木塊被撞的距離,撞的越遠說明動能越大,從而得出質量相同的物體,運動的速度越大,它的動能越大;然後分別讓質量不等的兩個鐵球,從斜面的同一位置滾下,撞擊放在平面上的木塊觀察木塊被撞的距離,撞的越遠說明動能越大,從而得出運動速度相同的物體質量越大,它的動能就越大;最後綜合分析前兩組實驗,得出最終的結論。
2.動能和勢能的相互轉化
此實驗只需新增一個鐵球。實驗過程如下:讓鐵球從斜面的某一位置滾下,在下落過程中,鐵球的重力勢能轉化為它的動能,鐵球在平面上運動撞擊彈簧,使彈簧發生彈性形變,鐵球的動能轉化為彈簧的彈性勢能;彈簧恢復原狀,鐵球被彈回,彈簧的彈性勢能轉化為鐵球的動能;鐵球繼續運動,衝上斜面,鐵球的動能轉化為它的重力勢能。這樣就把動能與重力勢能的相互轉化,動能與彈性勢能之間的相互轉化分析清楚了。
說明:讓斜面和平面的長度相差不多,主要是在做動能和勢能相互轉化的實驗時,鐵球返回時,能衝上斜面;實驗時選取的球直徑要大於彈簧的內徑,以防球被彈簧卡住,導致實驗無法進行。
選自:《初中物理自制教具》
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