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时间:2018-10-15
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1、国外实验介绍——能量的转化和守恒(4) 实验七热丝电流计 【仪器原理】 在热丝电流计中,电流流过一根铂系合金丝,简称为热丝,图中的AC.当电流通过时,由于电流的热效应,热丝发热而膨胀伸长。这个膨胀结果被弹性金属丝接收。弹性金属丝就像机械表中的发条一样,总保持企图伸直的趋势,从而将一根丝线拉紧。丝线绕在一个带指针的小转轴上,当丝线运动时,带动转轴转动,使指针发生偏转。而丝线的另一端系在一根磷青铜线上,磷青铜丝连接热丝。丝线不能直接系在热丝上,因为热丝产生的热会使其燃烧,而磷青铜丝起到隔热的作用。所以,热丝因通过电流而发热膨胀,使磷青铜丝有所松弛,通过丝线的
2、传递作用使弹性金属丝伸直,从而带动丝线以及转轴和指针运动。从能量上看,电能先变成热能,热能又转化为指针的动能和弹性金属丝的势能。实验八国外实验介绍——能量的转化和守恒(4) 实验七热丝电流计 【仪器原理】 在热丝电流计中,电流流过一根铂系合金丝,简称为热丝,图中的AC.当电流通过时,由于电流的热效应,热丝发热而膨胀伸长。这个膨胀结果被弹性金属丝接收。弹性金属丝就像机械表中的发条一样,总保持企图伸直的趋势,从而将一根丝线拉紧。丝线绕在一个带指针的小转轴上,当丝线运动时,带动转轴转动,使指针发生偏转。而丝线的另一端系在一根磷青铜线上,磷青铜丝连接热丝。丝线不
3、能直接系在热丝上,因为热丝产生的热会使其燃烧,而磷青铜丝起到隔热的作用。所以,热丝因通过电流而发热膨胀,使磷青铜丝有所松弛,通过丝线的传递作用使弹性金属丝伸直,从而带动丝线以及转轴和指针运动。从能量上看,电能先变成热能,热能又转化为指针的动能和弹性金属丝的势能。实验八压缩能的传播 【实验原理】 纵波在介质内产生压缩和拉伸形变,随着运动形式的传播,波动的能量也随之传播。在无色散的情况下,运动形式与其能量的传播速度是相同的,在固体中可以达到每秒数千米,远远超过一般物体运动的速度。 1、首尾硬币的运动 【实验步骤】 ①将几枚同样的硬币放在桌面上排成一行,相
4、互紧密地靠在一起。 ②将两枚同样的硬币分别放在行头与行尾,并且使最后一枚硬币与其前面的一枚硬币紧紧贴在一起,但不与之固联。 ③给第一枚硬币一个迅速的冲击,使它快速撞击在第二枚硬币上,如图所示。 ④观察所有硬币的运动情况。 ⑤用一小段有弹性的固体棒代替那一行固联在一起的硬币,重复上面实验的第二至第四步。 几乎在第一枚硬币撞击第二枚硬币的同时,最后的一枚硬币就迅速地冲了出去。也就是说,第一枚硬币冲击所产生的压缩能量,在硬币的行列中一波紧接一波,快速地向前传递,在极短的时间内就传到了最后一枚硬币,使它冲向前方。在这个过程中,观察不到中间所有硬币的运动,即它
5、们好像都是静止的。那么,压缩能是如何传递的呢? 2、多米诺骨牌 【实验步骤】 ①将尽可能多一些的多米诺骨牌在桌面上面对面排成一行,如图所示。注意每两个骨牌之间的距离要小于其高度。 ②给位于第一个的骨牌A一个轻微而迅速的冲力。实验九波传播能量 【实验原理】 波不但传播振源的振动状态,而且传播振源的能量。 【实验目的】 观察水波传递能量的现象。 【实验步骤】 准备一个平底水槽,装上适量的水;并在水槽的一边放置一个软木塞。 手握长木条的细杆,在水槽的另一端做上下方向的振动,如图所示。 观察水波的情况,并注意观察软木塞的运动。 增大或者减小手
6、抖动的幅度,观察水波以及软木塞的运动情况。 加快或者减慢手抖动的频率,观察水波以及软木塞的运动情况。 【现象解释】 手带动长木条上下振动,使长木条成为振动的振源,它的运动状态和能量就被水传播出去,在水中形成水波,所以我们可以看到水波的波峰和波谷。水波携带的能量又传递给软木塞,使它随着水波上下振动。波峰到来时,软木塞上升;波谷到来时,软木塞下降。长木条振动的能量通过水波的中介作用,传递给了软木塞。所以,波不但传递振源的振动状态,而且传播振源的能量。如果我们增大手抖动的幅度,也就是增加了振源振动的能量,水波也随之产生变化,其波峰升高而波谷降低,软木塞的运动幅
7、度也就随之增大。这些说明,振源的能量大,波传播的能量也就多;反之亦然。如果我们加快手抖动的频率,水波的波形也就随之改变,波峰与波峰或者波峰与波谷之间的距离就缩短,软木塞的振动频率也就变快。波是能量的传播者,它将振源的能量传递到它到达的所有地方。 ③仔细观察所有骨牌的运动情况。 冲击骨牌A时,就向它传递了一份小小的脉冲能量,造成它的倾倒,使它撞击到第二个骨牌。如此一个撞击下一个,一直到最末一个骨牌B被撞倒为止。如果仔细地观察就可以发现,尽管每一个骨牌仅仅在原地倒下,其运动的距离是很短的,但是这种脉冲能量的传递是如此地迅速,以至于在A还没有完全倒下来之前,B就
8、已经开始向下倒了。在传递压缩能的过程中
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