重力与人类生活的关系密切,人类很早就用重力来度量物体受力的大小。但是你真的了解重力吗?重力除了能够反映物体质量的大小外还有什么其他妙用之处呢?今天我们一起来试试利用重力来驱动一辆小车吧!
重力车的特征是依靠自身重力驱动行驶的车,实质是通过周期性地改变重心而达到依靠自身重力驱动行驶的目的。利用重物受到地球引力的作用,通过滑轮传导,使小车轮子转动,推动小车前进。
重力驱动主要是把重力势能转化为小车前进的动能,以后同学们学物理时候会学到能量守恒定律和机械能守恒。小车可视为一个独立的系统,重物被升高后具有重力势能;重物下降,重力势能减小,同时棉线通过滑轮带动传动轴使得车轮产生动能。
使用工具和材料:硬板纸、雪糕棍、一次性筷子、水瓶瓶盖、502胶水、大头针、棉线、重物若干、剪刀、美工刀、手钻。
大家在制作完成后请思考一个问题:重力小车行驶的距离与哪些因素有关呢?请同学们先以一下两种假设进行探究。
在同一高度的支架上悬吊不同质量的装载物,让重力小车行驶并记录距离。
通过比较数据,我们可以发现装载重物质量越大,小车行驶距离越远。由此我们也可以得出结论:悬吊在相同高度下,物体的质量越大,重力势能越大。
使用同一个装载重物,在不同高度的支架上让重物下落拉动小车,记录行驶距离。
通过比较数据,我们可以发现支架高度越高,小车行驶距离越远。由此我们也可以得出结论:同一个物体被悬吊的高度越高,重力势能越大。
能量守恒定律认为在一个封闭的孤立系统里,能量既不能被创造,也不能被消灭。也就是说能量是守恒的。在这些条件下,能量可以从一种形式转化成另一种形式,但系统中能量的总量保持不变。
在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下),物体系统的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化,但机械能的总能量保持不变。这个规律叫做机械能守恒定律。
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