陳光波

在教學(xué)中，多一點思考，多一點變化，往往也會多一點趣味。

筆者任教過的幾所學(xué)校的實驗室中有用來演示動能與重力勢能相互轉(zhuǎn)化的實驗器材滾擺，卻都沒有類似演示動能與彈性勢能相互轉(zhuǎn)化的實驗器材。在滾擺的啟發(fā)下，筆者想到了一種可用來展示動能與彈性勢能相互轉(zhuǎn)化的既好玩又直觀的分組實驗。

1 實驗器材

每組橡皮筋一兩根，50 g的鉤碼兩三個。

2 實驗過程

一手捏住橡皮筋的上端，另一只手將2個或3個鉤碼掛在豎起下垂的橡皮筋的下端。為了便于觀察鉤碼轉(zhuǎn)動快慢的變化情況，最好不要將一個鉤碼掛在另一個鉤碼的下端，而是將它們大致掛在同一高度上。由于視覺暫留，當(dāng)鉤碼快速轉(zhuǎn)動時，可以看到一個快速轉(zhuǎn)動的美麗的閃亮的旋渦。由于離心運動，鉤碼轉(zhuǎn)得越快，鉤碼水平舒展就越開，看到的轉(zhuǎn)動的旋渦就越大，旋渦中心的空心圓圈也越大。轉(zhuǎn)動鉤碼，或鉤碼不動，擰橡皮筋的上端，使橡皮筋發(fā)生扭曲形變。松開抓鉤碼的手，觀察鉤碼的轉(zhuǎn)動快慢與橡皮筋扭曲形變大小變化的關(guān)系，進而導(dǎo)出鉤碼的動能與橡皮筋彈性勢能大小的變化關(guān)系。

3 實驗結(jié)論

實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鉤碼轉(zhuǎn)得越來越快時，橡皮筋扭曲形變越來越?。划?dāng)鉤碼轉(zhuǎn)得越來越慢時，橡皮筋扭曲形變越來越大。這樣，當(dāng)鉤碼的動能增大時，橡皮筋的彈性勢能減?。划?dāng)鉤碼的動能減小時，橡皮筋的彈性勢能增大。也就是說，在鉤碼轉(zhuǎn)動的過程中，鉤碼的動能與橡皮筋的彈性勢能相互轉(zhuǎn)化。

該實驗還可很方便地進一步拓展，如可用它來演示或探究離心運動與向心力等。