动能和弹性势能相互转化创新设计

河北省承德市第十六中学 杨 南

一、教材处理方式

在教科版八年级物理下册第十二章第2 节《机械能的转化》中，为了研究动能和势能的转化，举出了一个小女孩坐在秋千上摆荡的过程，并将其简化为一个球的摆动过程（如图1）。实验表明：动能可以转化为重力势能，重力势能也可以转化为动能。

动能和势能的转化包括动能和重力势能的转化以及动能和弹性势能的转化，针对后者教材中只是简单说明：当你拉长橡皮筋时，你就给橡皮筋储存了弹性势能；当你松开手时，弹性势能就会转化为动能，橡皮筋就从你手中“飞”出去。但是并没有演示实验或学生实验可以形象地说明动能和弹性势能之间的转化。

二、实验改进原因

如何能用实验直观地再现动能与弹性势能的相互转化过程，且现象清楚、过程完整、原理科学呢？

三、创新设计内容

1.实验装置（如图2 为教师制作，图3为学生制作）

2.制作方法

（1）准备一个两端封口的透明圆柱形塑料筒，两端打孔。

（2）中间用橡皮筋固定一个重物（钩码、铁锁之类），橡皮筋另两端穿过塑料筒两孔并固定。

3.使用方法

将圆柱形塑料筒水平放置，对其施加一个外力使其滚动，能够观察到两根橡皮筋缠绕时的形变，且塑料筒滚动速度逐渐变慢直至停止，表明动能转化为弹性势能；塑料筒停止滚动之后，又反方向倒回，且橡皮筋由缠绕逐渐恢复常态，表明弹性势能转化为动能。

四、实验装置优点

1.简单易做，取材容易，造价低。

2.装置材料大多为废旧物品，变废为宝，经济环保。

3.实验方法简单，易于操作，形象生动，完整地证明了物理规律。

4.鲜明地展示了实验现象，可见度、演示效果很好，可用于教师演示或学生探究实验。