摘要：(四)机械能的有效利用 资源库 钢球爬坡 实验目的: 探究机械能之间的转化 实验器材: V形轨道1个.不锈钢球2个 猜想假设: 物体受到重力的作用会沿着重心下降的方向运动.但大多是竖直下落或者沿着斜面向下滑动或滚动.我们能否利用物体自身重心的改变使物体沿着斜面向上运动?试自行设计一套实验装置来验证你的猜想. 实验设计:轨道上端可以改变开口的距离.先将两条轨道平行放置.钢球只能停在轨道下端. 1. 将轨道上端的开口逐渐增大.观察钢球的运动情况. 现象:当轨道张到一定距离时钢球开始向上滚动. 2. 换用另一个钢球重复上述步骤. 现象:钢球同样会向上滚动.但轨道所张的距离不一样. 探究问题: 1. 钢球向上滚动的能量从何而来? 答:钢球“向上 滚动的能量来自自身的重力势能. 2. 钢球是否真的往上爬?什么时候是真的往上爬? 答:钢球实际上是沿着自身重心下降的方向运动.只是轨道的斜率给观察者以向上运动的错觉.但当钢球具有一定速度时.这个动能可以提供钢球继续向上运动的能量.此时钢球才是真正的向上运动.也就是动能转化为重力势能的过程. 3. 钢球向上滚动的现象是否违反了能量守恒定律?实际上它的重心是升高了还是降低了? 答:钢球向上滚动的现象并没有违反能量守恒定律.这只是重力势能与动能相互转化的过程.钢球的重心在势能向动能转化的过程中降低.在动能转化为势能时又升高. 4. 大小两个钢球哪个更容易往上爬?钢球的大小对实验结果有什么影响? 答:钢球的直径越小越容易往上爬.因为当轨道张开相同的角度时直径小的钢球重心下降的高度大.也就是重力势能改变量大. 5. 通过实验你觉得怎样可以使钢球爬得最高最快? 答:开口的大小要有张有合.使钢球的重力势能与动能不断的相互转化.否则钢球会因轨道开口过大而掉出轨道.

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