自制能量轉(zhuǎn)化小車

羅玉林

湖南省炎陵縣鹿原鎮(zhèn)中學(xué)(412512)

人教版初中物理教材中，演示機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，只講述了重力勢(shì)能和動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化。多年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)能量之間相互轉(zhuǎn)化的理解并不深刻。為了增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，筆者設(shè)計(jì)制作了演示教具——自制能量轉(zhuǎn)化小車，可綜合演示重力勢(shì)能與動(dòng)能、彈性勢(shì)能與動(dòng)能、電能與動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)化，綜合性強(qiáng)，趣味性濃，在教學(xué)中取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。

1 “自制能量轉(zhuǎn)化小車”的設(shè)計(jì)圖和實(shí)物圖

1.1 整體設(shè)計(jì)圖

“自制能量轉(zhuǎn)化小車”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

圖1 “自制能量轉(zhuǎn)化小車”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

1.2 實(shí)物圖

“自制能量轉(zhuǎn)化小車”的實(shí)物圖如圖2所示。

圖2 “自制能量轉(zhuǎn)化小車”的實(shí)物圖

2 制作材料、原理及方法

(1)材料：泡沫板、塑料輪胎、滑輪組、鉤碼、電動(dòng)小馬達(dá)、牽引繩、橡皮筋、小皮帶、電池盒、1.5 V電池、開關(guān)、小刀、熱熔膠等。

(2)原理：利用工程學(xué)和力學(xué)原理制作而成。

(3)制作方法：先用小刀把硬質(zhì)泡沫板切割成拼裝小車的所有零部件材料，再用熱熔膠將小車拼裝固定好。將塑料輪胎裝上，在滑輪組上裝上繩子，在輪胎軸上也裝上兩個(gè)滑輪組?；喗M上的繩子連接輪胎軸上的其中一個(gè)滑輪。用熱熔膠將皮筋一頭粘在車身，再將另一頭連接在輪胎軸另一個(gè)滑輪上。用熱熔膠將馬達(dá)固定在車身上，在馬達(dá)軸上裝上一個(gè)滑輪，在滑輪上安裝一個(gè)小皮帶連接輪胎軸上的滑輪組。

3 使用方法

(1)把小車水平放置后，將小車向后拉，使鉤碼提起，當(dāng)鉤碼提到最高點(diǎn)時(shí)，去掉外力，小車便自行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣可以演示重力勢(shì)能和動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)化。

(2)把小車的后輪向后轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)圈，使橡皮筋發(fā)生彈性形變，放手后小車便可以自行向前運(yùn)動(dòng)，這樣可以演示彈性勢(shì)能與動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化。

(3)閉合開關(guān)，小車向前運(yùn)動(dòng)，便可以演示電能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化。

4 裝置的創(chuàng)新點(diǎn)

(1)能夠綜合演示物理實(shí)驗(yàn)中重力勢(shì)能和動(dòng)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能、電能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化，實(shí)驗(yàn)效果明顯，解決了教材中單一能量轉(zhuǎn)化的難題。

(2)采用直觀性強(qiáng)的小車來做實(shí)驗(yàn)器材，增加了實(shí)驗(yàn)的趣味性。

(3)取材簡(jiǎn)單、方便，功能多且效果明顯。