自制能量转化小车

罗玉林

湖南省炎陵县鹿原镇中学(412512)

人教版初中物理教材中，演示机械能及其转化实验，只讲述了重力势能和动能之间的转化。多年的教学实践发现，学生对能量之间相互转化的理解并不深刻。为了增加学生的感性认识，笔者设计制作了演示教具——自制能量转化小车，可综合演示重力势能与动能、弹性势能与动能、电能与动能之间的相互转化，综合性强，趣味性浓，在教学中取得了较好的实验效果。

1 “自制能量转化小车”的设计图和实物图

1.1 整体设计图

“自制能量转化小车”的结构设计图如图1所示。

图1 “自制能量转化小车”的结构设计图

1.2 实物图

“自制能量转化小车”的实物图如图2所示。

图2 “自制能量转化小车”的实物图

2 制作材料、原理及方法

(1)材料：泡沫板、塑料轮胎、滑轮组、钩码、电动小马达、牵引绳、橡皮筋、小皮带、电池盒、1.5 V电池、开关、小刀、热熔胶等。

(2)原理：利用工程学和力学原理制作而成。

(3)制作方法：先用小刀把硬质泡沫板切割成拼装小车的所有零部件材料，再用热熔胶将小车拼装固定好。将塑料轮胎装上，在滑轮组上装上绳子，在轮胎轴上也装上两个滑轮组。滑轮组上的绳子连接轮胎轴上的其中一个滑轮。用热熔胶将皮筋一头粘在车身，再将另一头连接在轮胎轴另一个滑轮上。用热熔胶将马达固定在车身上，在马达轴上装上一个滑轮，在滑轮上安装一个小皮带连接轮胎轴上的滑轮组。

3 使用方法

(1)把小车水平放置后，将小车向后拉，使钩码提起，当钩码提到最高点时，去掉外力，小车便自行往复运动，这样可以演示重力势能和动能之间的相互转化。

(2)把小车的后轮向后转动，转动数圈，使橡皮筋发生弹性形变，放手后小车便可以自行向前运动，这样可以演示弹性势能与动能之间的转化。

(3)闭合开关，小车向前运动，便可以演示电能和机械能之间的转化。

4 装置的创新点

(1)能够综合演示物理实验中重力势能和动能、弹性势能和动能、电能和机械能之间的相互转化，实验效果明显，解决了教材中单一能量转化的难题。

(2)采用直观性强的小车来做实验器材，增加了实验的趣味性。

(3)取材简单、方便，功能多且效果明显。