重力做功演示模型.doc
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1、重力做功演示模型重力势能是高中物理较为重要的物理概念之一,跟物理的质量和高度都有关系,要认识重力势能,不能脱离对重力做功的研究。新课标必修2单独列出一小节对重力的功进行了详细地推导,为更好地理解和掌握这部分内容,我们制作了重力做功演示模型(图1)。 ? ? 一、模型制作 用木方做一个内长为长50cm、高为30cm的木框和底座。取直径约4cm的三个玩具塑料球,在球心钻上小孔。用三段8号铁丝分别穿过三个塑料球的球心,做成三种路径(竖直、倾斜直线、曲线),把铁丝的两端固定在木框的上、下木方上。最后在左、右两侧面的木方上标出球下落的起始高度h1、终点高度h2。这样演示模型就做好了(图1)。 二、演示方
2、法 1.让球沿直线竖直向下运动,从高度是h1的位置运动到高度是h2的位置。在这个过程中重力做的功是:WG=mgh=mgh1-mgh2。 2.让球沿倾斜直线向下运动,若倾斜直线长是l,直线与铅垂线夹角为,从高度是h1的位置运动到高度是h2的位置。在这一过程中球做的功为:WG=mgcos*l=mgh=mgh1-mgh2。 3.让球沿任意路径向下运动,从高度是h1的位置运动到高度是h2的位置。如果把整个路径分成许多很短的间隔AA1,A1A2,A2A3, 由于每一段都很小,都可以近似看做一段倾斜的直线。设每段小斜线的高度差分别是h1,h2,h3,则球通过每段小斜线时重力做的功分别为mgh1,mgh2,mgh3, 小球通过整个路径时重力所做的功,等于重力在每段上所做的功的代数和,即 WG=mgh1+mgh2+mgh3+ =mg (h1+h2+h3+) =mgh =mgh1-mgh2 通过上述三种情形分析表明:物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关,功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差。 三、说明 本实验前提条件是设球的质量为m,把球看成一个质点,只有质量没有大小。
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