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初中物理单摆麦克斯韦滚摆实验
来源查字典物理网| 2013-01-05 发表| 1820 人浏览| 物理实验分类:课堂实验

物理实验

初中物理单摆麦克斯韦滚摆实验

观察与思考
1.如下图所示,水平面上有一物体M,当小球分别从不同的高度以斜槽滚下时能观察到什么现象?
小球用什么材料制成?细线的长度与球半径的大小关系怎样?
2.小球被释放后的运动轨迹是怎样的?
3.被释放后的小球从A运动到C的过程中速度大小怎样变化?在什么位置速度最大?什么位置速度最小?
4.由于绳的牵制,小球运动的最低点位置是确定的,上升到的最高点位置是否能确定?
5.小球在往复运动过程中,动能怎样变化?势能怎样变化?两者是否存在什么联系?

实验原理
1.单摆运动过程中,高度越低,速度越大,与此对应的重力势能越小,动能越大。反之,高度越高,速度越小,相应的重力势能越大,动能越小。
2.麦克斯韦滚摆下降时,高度越低,重力势能越小,转动速度越大,转动动能越大;滚摆上升时,高度越高,重力势能越大,转动速度越小,转动动能越小。
3. 在单摆和滚摆的运动中,当高度降低时,物体的重力势能减小,动能增大,即重力势能转化为动能;反之,当高度增大时,物体的动能减小重力势能增大,动能转化为重力势能。





实验结论
滚摆在下降的过程中,重力势能转化成动能,滚摆在上升过程中,动能转化成势能。

实验考点
这个知识点在考查时,往往以选择题、填空题、实验探究题的形式进行考查。

经典考题
1、在滚摆下落过程中,下列说法中正确的是( )
A、它的重力势能越来越大 B、它的机械能越来越大
C、它的动能越来越大 D、它的动能可能不变
2、在滚摆下落过程中,下列说法中正确的是( )
A、它的重力势能越来越大 B、它的机械能越来越大
C、它的动能越来越大 D、它的动能可能不变
3、如图所示的滚摆在下落后,总是不能回到原来的高度,这是由于________________.


举一反三
1.小朋友在荡秋千时,机械能的形式是否发生变化?什么位置重力势能最大?什么位置
动能最大?
2.火箭离开发射架升空时,随着离开地面的高度的增大,火箭的重力势能不断增大,它的
动能怎样变化?动以是否由重力势能转化而来?


观察与思考答案
1. 铁。线长远远大于球半每径。
2.圆弧。
3.小球由静止开始运动,速度逐渐增大,经过B处(最低处)速度最大;到达C处(另一侧的最高处)速度最小为零。
4.若不考虑空气阻力的作用最高点(位置)与初始位置相同,麦克斯韦滚摆也一样。
5.动能由小变大再变小,势能由大变小再变大。势能减小的同时,动能增大;动能减小的同时,势能增大。

经典考题答案
1、这是一个能的转化与守衡的实验,从这个实验我们可以看出,滚摆在下降的过程中,重力势能转化为动能,即动能增大,势能减少,但是机械能的总量保持不变。
答案:C
2、这是一个能的转化与守衡的实验,从这个实验我们可以看出,滚摆在上升的过程中,动能转化为重力势能,即势能增大,动能减少,但是机械能的总量保持不变。
答案:A
3、这是一个能的转化与守衡的实验,从这个实验我们可以看出,滚摆在下降的过程中,重力势能转化为动能,即动能增大,势能减少;滚摆在上升的过程中,动能转化为重力势能,即,势能增大,动能减少,但是机械能的总量保持不变。但是由于在上升和下降的过程中,由于空气的摩擦、轴与绳之间的摩擦,会使部分机械能转化成内能。
答案:空气的摩擦,轴与绳之间的摩擦,会使部分机械能转化成内能。

举一反三答案
1.动能和重力势能相互转换。到达最高位置时重力势能最大,经最低位置时动能最大。
2. 由于火箭发动机的动力作用,动能和重力势能同时在增大,动能的增大不是由重力势能转化而来的。

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