動能和勢能小實驗

物體由於運動而具有的能叫做物體的動能，所以各種不同運動形式的物體會有動能；物體由於彈性形變而具有的能叫做彈性勢能，發生各種彈性形變的物體會有彈性勢能。下面介紹的實驗與物體的動能和勢能有關，認真的做一下這些實驗，會加深對動能和勢能概念的理解，對提高操作能力和創新能力定會有所幫助。

一、彈子球的運動

實驗器材：彈子玻璃球（大小相同質量相同）12個、鉛筆1支、8開紙1張、書4本

實驗步驟：

1．把兩本書平放在桌面上，使書脊相互平行並相距一個彈子球多一點的距離。

2．把紙放在兩本書上，使紙在兩本書的書脊之間形成一個凹槽軌道，並使軌道底部儘量水平；用另兩本書壓住凹槽外面部分的紙。

3．把9個彈子球放入凹槽軌道中間段部分的軌道上，使彈子球排成一排且相鄰的彈子球靠在一起。

4．把一個彈子球放在凹槽軌道的一端（如圖1a所示），用鉛筆的一端輕快地擊打這個彈子球，使這個彈子球去撞擊軌道中的那一排彈子球，這些彈子球會怎麼運動？

5．再次把9個彈子球放在軌道的中間段軌道上，使彈子球排成一排且相鄰球相互靠在一起，把兩個彈子球靠在一起放在軌道的一端（如圖1b所示），用鉛筆的一端去擊打這兩個彈子球，使這兩個彈子球一起去撞擊軌道中的那一排彈子球，這些彈子球會怎麼運動？

6．用三個（或多個）彈子球去撞擊那一排彈子球，這些彈子球會怎麼運動？

實驗現象：當用一個彈子球去撞擊那一排彈子球時，這一排彈子球中離被鉛筆擊打的那個彈子球最遠的一個彈子球被彈出去，其它的球在原位置處。(如圖1c所示)

當用兩個彈子球去撞擊那一排彈子球時，這一排彈子球中離被鉛筆擊打的那兩個彈子球最遠處的兩個彈子球被彈出去，其它的球在原位置處。（如圖1d所示）

當用三個彈子球去撞擊那一排彈子球時，會彈出三個彈子球。

用幾個彈子球去撞擊那一排彈子球，就會彈出幾個彈子球。

現象解釋：被鉛筆擊打的彈子球撞擊到那一排彈子球中的第一個彈子球時，把動能全部傳遞給第一個彈子球，第一個彈子球再撞擊第二個彈子球時，把動能全部傳遞給第二個彈子球，第二個彈子球的動能再全部傳遞給第三個彈子球，這樣彈子球的動能依次全部傳遞給下一個彈子球，直到傳到最後一個彈子球時，這個彈子球由於獲得了動能就跑了出去。當用兩個（或多個）彈子球去撞擊那一排彈子球時，這兩個（或多個）彈子球的動能會全部依次傳遞給下兩個（或多個）彈子球，直到傳到最後兩個（或多個）彈子球時，這兩個（或多個）彈子球由於獲得了動能就跑了出來。

友情提示：

1．當一排彈子球不能靠在一起時，說明凹槽軌道底部不水平，可通過調整壓在書下的紙使軌道底部水平。

2．由於不能使軌道底部完全水平、彈子球的質量大小並不完全相等，當用彈子球去撞擊那一排球時，可能會出現相鄰的彈子球彈不靠在一起的情況。

二、空氣的動能

實驗器材：易拉罐1個、氣球1個、鐵釘1個、蠟燭1支、火柴1盒、鉗子1把、細線

實驗步驟：

1．用鐵釘在易拉罐下底部的中央鑽一個5毫米大小的孔。（如圖2a所示）

2．用鉗子把易拉罐上底部的頂蓋去掉。

3．從氣球上截取一片橡皮膜，把截取的橡皮膜蓋在易拉罐上底端的開口上，使橡皮膜表面平整、繃緊，再用細線把橡皮膜綁紮在易拉罐上。（如圖2b所示）

4．用火柴點燃蠟燭，把點燃後的蠟燭固定在桌面上。

5．把易拉罐的下底端的小孔對着蠟燭火焰，小孔相距火焰約20釐米左右。

6．用手指彈擊易拉罐上的橡皮膜，蠟燭的火焰有什麼變化？

實驗現象：用手彈擊橡皮膜時，蠟燭的火焰熄滅了。

現象解釋：手指彈擊橡皮膜時，橡皮膜的振動會使易拉罐內的空氣產生振動，振動的空氣傳向易拉罐底部的小孔時，從小空中出來，跑到蠟燭火焰的周圍，把火焰熄滅。

友情提示：

1．在易拉罐底部打孔、去掉易拉罐上底部的頂蓋時，要注意安全。

2．在易拉罐上綁紮橡皮膜時，可以用透明膠帶先粘貼住橡皮膜再用細線綁紮。

3．彈擊橡皮膜時，可以先使易拉罐離蠟燭火焰近一點，然後逐漸增大距離。

三、自動迴轉的易拉罐

實驗器材：易拉罐2個、氣門皮1條、螺絲帽1個、鐵釘1個、小刀1把、小剪刀1把、小細棒（牙籤）2根、細線、鉗子1把

實驗步驟：

1．用鐵釘在兩個易拉罐的底部中央各鑽一個5毫米大小的小孔。

2．用鉗子把一個易拉罐的上底部的頂蓋去掉。

3．用小刀在另一個易拉罐離下底部約2釐米處沿與底部平行的方向割開一個開口，然後用剪刀從開口處把下端部分剪下來。（如圖3a所示）

4．用剪刀從氣門皮上截取長度爲易拉罐高度2倍的一段氣門皮。

5．用細線把剪下的那段氣門皮兩端綁紮在一起。

6．把兩股氣門皮拉直，用細線把螺絲帽栓在一股氣門皮上，使螺絲帽在拉直的氣門皮的中間位置，在拉直的氣門皮的兩端各系一條細線。（如圖3b所示）

7．把氣門皮一端的細線從易拉罐內部穿入底部的小孔中，拉動細線使氣門皮從小孔中露出，再用小細棒穿過露出的氣門皮形成的小扣（如圖3c所示），把穿過小孔的細線別在小細棒下或剪下來；把氣門皮另一端的細線從另一個易拉罐內部穿入底部的小孔中，拉動細線使氣門皮從小孔中露出，再用小細棒穿過露出的氣門皮形成的小扣，把穿過小孔的細線別在小細棒下或剪下來，最後把兩個易拉罐對接組合在一起。（如圖3d所示）

8．把組裝好的易拉罐平躺着放在水平地面上，用手輕快的向前推一下易拉罐，使它向前滾動，易拉罐會只向前滾動嗎？

實驗現象：易拉罐向前滾動一段距離後，接着又滾了回來，然後又向前滾動，再滾回來，這樣循環往復，直到停止滾動。

現象解釋：用手推易拉罐，易拉罐在向前滾動的過程中，兩股氣門皮會擰在一起，這樣氣門皮就積累了彈性勢能。隨着易拉罐速度的逐漸減小，氣門皮的彈性勢能逐漸增大。當易拉罐停止向前移動時，擰在一起的氣門皮會使易拉罐向相反的方向運動，於是易拉罐就滾了回來。以後易拉罐會再向前運動，再滾回來，直到停止。

友情提示：

1．在易拉罐上鑽孔，用小刀割易拉罐時，要注意安全。

2．兩個易拉罐對接處要儘量平整，不要有太大的凹凸。