河北省承德市第十六中學(xué) 楊 南
在教科版八年級物理下冊第十二章第2 節(jié)《機械能的轉(zhuǎn)化》中,為了研究動能和勢能的轉(zhuǎn)化,舉出了一個小女孩坐在秋千上擺蕩的過程,并將其簡化為一個球的擺動過程(如圖1)。實驗表明:動能可以轉(zhuǎn)化為重力勢能,重力勢能也可以轉(zhuǎn)化為動能。
動能和勢能的轉(zhuǎn)化包括動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化以及動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化,針對后者教材中只是簡單說明:當(dāng)你拉長橡皮筋時,你就給橡皮筋儲存了彈性勢能;當(dāng)你松開手時,彈性勢能就會轉(zhuǎn)化為動能,橡皮筋就從你手中“飛”出去。但是并沒有演示實驗或?qū)W生實驗可以形象地說明動能和彈性勢能之間的轉(zhuǎn)化。
如何能用實驗直觀地再現(xiàn)動能與彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化過程,且現(xiàn)象清楚、過程完整、原理科學(xué)呢?
1.實驗裝置(如圖2 為教師制作,圖3為學(xué)生制作)
2.制作方法
(1)準(zhǔn)備一個兩端封口的透明圓柱形塑料筒,兩端打孔。
(2)中間用橡皮筋固定一個重物(鉤碼、鐵鎖之類),橡皮筋另兩端穿過塑料筒兩孔并固定。
3.使用方法
將圓柱形塑料筒水平放置,對其施加一個外力使其滾動,能夠觀察到兩根橡皮筋纏繞時的形變,且塑料筒滾動速度逐漸變慢直至停止,表明動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能;塑料筒停止?jié)L動之后,又反方向倒回,且橡皮筋由纏繞逐漸恢復(fù)常態(tài),表明彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。
1.簡單易做,取材容易,造價低。
2.裝置材料大多為廢舊物品,變廢為寶,經(jīng)濟環(huán)保。
3.實驗方法簡單,易于操作,形象生動,完整地證明了物理規(guī)律。
4.鮮明地展示了實驗現(xiàn)象,可見度、演示效果很好,可用于教師演示或?qū)W生探究實驗。