动能和势能小实验

小实验 / 作者:花香调 / 时间:2016-12-17 00:00:00 / 3322℃

物体由于运动而具有的能叫做物体的动能,所以各种不同运动形式的物体会有动能;物体由于弹性形变而具有的能叫做弹性势能,发生各种弹性形变的物体会有弹性势能。下面介绍的实验与物体的动能和势能有关,认真的做一下这些实验,会加深对动能和势能概念的理解,对提高操作能力和创新能力定会有所帮助。

一、弹子球的运动

实验器材:弹子玻璃球(大小相同质量相同)12个、铅笔1支、8开纸1张、书4本

实验步骤:

1.把两本书平放在桌面上,使书脊相互平行并相距一个弹子球多一点的距离。

2.把纸放在两本书上,使纸在两本书的书脊之间形成一个凹槽轨道,并使轨道底部尽量水平;用另两本书压住凹槽外面部分的纸。

3.把9个弹子球放入凹槽轨道中间段部分的轨道上,使弹子球排成一排且相邻的弹子球靠在一起。

4.把一个弹子球放在凹槽轨道的一端(如图1a所示),用铅笔的一端轻快地击打这个弹子球,使这个弹子球去撞击轨道中的那一排弹子球,这些弹子球会怎么运动?

5.再次把9个弹子球放在轨道的中间段轨道上,使弹子球排成一排且相邻球相互靠在一起,把两个弹子球靠在一起放在轨道的一端(如图1b所示),用铅笔的一端去击打这两个弹子球,使这两个弹子球一起去撞击轨道中的那一排弹子球,这些弹子球会怎么运动?

6.用三个(或多个)弹子球去撞击那一排弹子球,这些弹子球会怎么运动?

实验现象:当用一个弹子球去撞击那一排弹子球时,这一排弹子球中离被铅笔击打的那个弹子球最远的一个弹子球被弹出去,其它的球在原位置处。(如图1c所示)

当用两个弹子球去撞击那一排弹子球时,这一排弹子球中离被铅笔击打的那两个弹子球最远处的两个弹子球被弹出去,其它的球在原位置处。(如图1d所示)

当用三个弹子球去撞击那一排弹子球时,会弹出三个弹子球。

用几个弹子球去撞击那一排弹子球,就会弹出几个弹子球。

现象解释:被铅笔击打的弹子球撞击到那一排弹子球中的第一个弹子球时,把动能全部传递给第一个弹子球,第一个弹子球再撞击第二个弹子球时,把动能全部传递给第二个弹子球,第二个弹子球的动能再全部传递给第三个弹子球,这样弹子球的动能依次全部传递给下一个弹子球,直到传到最后一个弹子球时,这个弹子球由于获得了动能就跑了出去。当用两个(或多个)弹子球去撞击那一排弹子球时,这两个(或多个)弹子球的动能会全部依次传递给下两个(或多个)弹子球,直到传到最后两个(或多个)弹子球时,这两个(或多个)弹子球由于获得了动能就跑了出来。

友情提示

1.当一排弹子球不能靠在一起时,说明凹槽轨道底部不水平,可通过调整压在书下的纸使轨道底部水平。

2.由于不能使轨道底部完全水平、弹子球的质量大小并不完全相等,当用弹子球去撞击那一排球时,可能会出现相邻的弹子球弹不靠在一起的情况。

二、空气的动能

实验器材:易拉罐1个、气球1个、铁钉1个、蜡烛1支、火柴1盒、钳子1把、细线

实验步骤:

1.用铁钉在易拉罐下底部的中央钻一个5毫米大小的孔。(如图2a所示)

2.用钳子把易拉罐上底部的顶盖去掉。

3.从气球上截取一片橡皮膜,把截取的橡皮膜盖在易拉罐上底端的开口上,使橡皮膜表面平整、绷紧,再用细线把橡皮膜绑扎在易拉罐上。(如图2b所示)

4.用火柴点燃蜡烛,把点燃后的蜡烛固定在桌面上。

5.把易拉罐的下底端的小孔对着蜡烛火焰,小孔相距火焰约20厘米左右。

6.用手指弹击易拉罐上的橡皮膜,蜡烛的火焰有什么变化?

实验现象:用手弹击橡皮膜时,蜡烛的火焰熄灭了。

现象解释:手指弹击橡皮膜时,橡皮膜的振动会使易拉罐内的空气产生振动,振动的空气传向易拉罐底部的小孔时,从小空中出来,跑到蜡烛火焰的周围,把火焰熄灭。

友情提示:

1.在易拉罐底部打孔、去掉易拉罐上底部的顶盖时,要注意安全。

2.在易拉罐上绑扎橡皮膜时,可以用透明胶带先粘贴住橡皮膜再用细线绑扎。

3.弹击橡皮膜时,可以先使易拉罐离蜡烛火焰近一点,然后逐渐增大距离。

三、自动回转的易拉罐

实验器材:易拉罐2个、气门皮1条、螺丝帽1个、铁钉1个、小刀1把、小剪刀1把、小细棒(牙签)2根、细线、钳子1把

实验步骤:

1.用铁钉在两个易拉罐的底部中央各钻一个5毫米大小的小孔。

2.用钳子把一个易拉罐的上底部的顶盖去掉。

3.用小刀在另一个易拉罐离下底部约2厘米处沿与底部平行的方向割开一个开口,然后用剪刀从开口处把下端部分剪下来。(如图3a所示)

4.用剪刀从气门皮上截取长度为易拉罐高度2倍的一段气门皮。

5.用细线把剪下的那段气门皮两端绑扎在一起。

6.把两股气门皮拉直,用细线把螺丝帽栓在一股气门皮上,使螺丝帽在拉直的气门皮的中间位置,在拉直的气门皮的两端各系一条细线。(如图3b所示)

7.把气门皮一端的细线从易拉罐内部穿入底部的小孔中,拉动细线使气门皮从小孔中露出,再用小细棒穿过露出的气门皮形成的小扣(如图3c所示),把穿过小孔的细线别在小细棒下或剪下来;把气门皮另一端的细线从另一个易拉罐内部穿入底部的小孔中,拉动细线使气门皮从小孔中露出,再用小细棒穿过露出的气门皮形成的小扣,把穿过小孔的细线别在小细棒下或剪下来,最后把两个易拉罐对接组合在一起。(如图3d所示)

8.把组装好的易拉罐平躺着放在水平地面上,用手轻快的向前推一下易拉罐,使它向前滚动,易拉罐会只向前滚动吗?

实验现象:易拉罐向前滚动一段距离后,接着又滚了回来,然后又向前滚动,再滚回来,这样循环往复,直到停止滚动。

现象解释:用手推易拉罐,易拉罐在向前滚动的过程中,两股气门皮会拧在一起,这样气门皮就积累了弹性势能。随着易拉罐速度的逐渐减小,气门皮的弹性势能逐渐增大。当易拉罐停止向前移动时,拧在一起的气门皮会使易拉罐向相反的方向运动,于是易拉罐就滚了回来。以后易拉罐会再向前运动,再滚回来,直到停止。

友情提示:

1.在易拉罐上钻孔,用小刀割易拉罐时,要注意安全。

2.两个易拉罐对接处要尽量平整,不要有太大的凹凸。



选自:《初中物理自制教具》
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