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初中物理第十五章功和机械能实验探究 巧用日光灯支架做机械能转化实验 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。 运动物体的动能与速度的关系 【器材】 一号旧干电池1只，薄木板或玻璃1块，纸盒，垫块，标志旗或杆。 【操作】 　　将薄板的一端垫起，成为一个斜面（图10－1）。 　　（1）把一号干电池先后从斜面的不同高度处滚下，让学生观察，物体滚下前所处的位置越高，到达斜面末端时的速度越大。 　　（2）在斜面末端放置纸盒，让一号电池从斜面中部某处滚下撞在纸盒上，将纸盒推动一段距离。重复实验几次，在纸盒停下的平均位置插下标志。 　　（3）再让电池从斜面顶端滚下撞在纸盒上，将纸盒推动一段距离，同样重复实验几次，在纸盒停下的平均位置插一标志。 　　（4）比较两次纸盒被推动的距离可以得出：物体开始滚下时的位置越高，它到达斜面末端时的速度越大，把纸盒推得越远，做的功也越多。这表明运动物体的速度越大，它的动能也越大。 【注意事项】 　　（1）斜面的高度和纸盒的质量应事先选好，使速度改变时盒子被推动的距离有明显的差异。 　　（2）每次电池滚下应对准纸盒中部，以保证电池与纸盒一道作直线运动。 　　（3）如用小车做实验，可以在车内加砝码来改变车子的质量，但必须将砝码固定于车子的中部，以免车子滚下时不作直线运动。 运动物体的动能与质量的关系 【器材】 　　一号旧干电池1只，薄木板或玻璃1块，纸盒，垫块，标志旗或杆，1个二号旧干电池。 【操作】 　　（1）把一号电池和二号电池并排放在斜面顶端同一高度处，让它们同时滚下。可以看到，在滚动过程中，二者速度的变化情况基本一样，它们到达斜面末端的速度也是一样的。 　　（2）再让电池从斜面顶端滚下撞在纸盒上，将纸盒推动一段距离，同样重复实验几次，在纸盒停下的平均位置插一标志。 　　（3）再用二号电池从斜面顶端同一高度处滚下，撞在纸盒上，并把纸盒推动一段距离。重复几次，在纸盒停下的平均位置插一标志。 　　（4）将两电池滚下时纸盒被推动的距离相比较，可以得出：质量不同的物体在滚下的速度相同时，物体的质量越大，纸盒被推动得越远，物体对纸盒做的功也越多，即它的动能也越大。 力势能与物体的高度和质量有关 【器材】 　　铁支架，长木板，滑块，重物，定滑轮2只，线。 【操作】 　　演示装置如图10－2所示，一木块放在水平木板上，拴在木块上的细线绕过两个定滑轮与一被举高的重物相连，重物正好能拉动木块匀速前进。 　　演示按以下步骤进行： 　　（1）先将重物举高并用手托住，把木块拉向右端使线拉直，然后放手让重物下落，重物便拉动木块（克服木块与木板间的摩擦力）移动一段距离，直至重物被挡住为止。说明举高的物体在下落过程中能做功，具有重力势能。 　　（2）再把重物举得高些，重做实验，此时就能拉动木块移动更大的距离。说明重物举得越高，它所具有的重力势能就越大。 　　（3）把重物的质量加大一倍，同时也把木块的质量加大一倍，重做实验，可以看到当重物下落