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巧用日光灯支架做机械能转化实验

查字典物理网 2012-12-29

人教课程标准实验教科书九年级物理第十五章第四节《动能和势能》，第五节《机械能及其转化》，课本上安排了多个实验。我所在的学校没有合适的实验器材，我就利用学校退下来的废旧日光灯的支架，制作了一个简易的实验装置，此装置虽然简单，但可完成多个相关实验，且材料好找、制作方便，可大量制作，便于让学生进行分组实验，提高课堂教学效果。

材料：废普通日光灯支架内侧部分（反光盖，长120㎝，取下日光灯管，便可拆掉反光盖，如图所示）、弹簧（长10㎝左右）。

制作：

1．分别在反光盖的15cm处，55cm处，115cm做记号；

2．用锯条在反光盖的各确定位置处两侧各锯一条缝（便于弯折）；

3．根据弹簧的直经在最后5cm的适当位置打一小孔（用于固定弹簧，孔的大小依弹簧而定）；

4．最后把它弯制成如图所示形状，固定好弹簧即可。

能够完成的实验：

1．探究：动能的大小与什么因素有关？

在上述装置上，再添加质量不相等的两个铁球、一个木块即可。实验过程如下：首先让同一铁球分别从斜面的不同位置滚下，撞击放在平面上的木块，观察木块被撞的距离，撞的越远说明动能越大，从而得出质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；然后分别让质量不等的两个铁球，从斜面的同一位置滚下，撞击放在平面上的木块观察木块被撞的距离，撞的越远说明动能越大，从而得出运动速度相同的物体质量越大，它的动能就越大；最后综合分析前两组实验，得出最终的结论。

2．动能和势能的相互转化

此实验只需添加一个铁球。实验过程如下：让铁球从斜面的某一位置滚下，在下落过程中，铁球的重力势能转化为它的动能，铁球在平面上运动撞击弹簧，使弹簧发生弹性形变，铁球的动能转化为弹簧的弹性势能；弹簧恢复原状，铁球被弹回，弹簧的弹性势能转化为铁球的动能；铁球继续运动，冲上斜面，铁球的动能转化为它的重力势能。这样就把动能与重力势能的相互转化，动能与弹性势能之间的相互转化分析清楚了。

说明：让斜面和平面的长度相差不多，主要是在做动能和势能相互转化的实验时，铁球返回时，能冲上斜面；实验时选取的球直径要大于弹簧的内径，以防球被弹簧卡住，导致实验无法进行。

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