实验四 旋转的环

　　【实验器材】

　　一根小木棍；一个内径大于木棍直径的橡胶垫圈。

　　【实验内容】

　　（1）将小木棍竖直放置在桌面上，并将橡胶垫圈套在木棍的顶部，如图9.2.4所示。这时可以向学生提问：如果放手让橡胶垫圈自由下落，垫圈由小木棍的顶部落到底部需要多少时间？

　　（2）通过快速晃动小木棍，使橡胶垫圈在小木棍的顶部旋转起来，造成垫圈一边旋转一边下落的效果。再向学生提问：为什么这一次下落的情况与上一次不同？

　　【实验现象与解释】

　　如果仔细观察垫圈旋转和下落的速度，就可以发现：垫圈旋转的速度越快，它下落的速度就越慢；反之，垫圈旋转的速度越慢，它下落的速度就越快。

　　橡胶垫圈与小木棍之间的摩擦阻碍了垫圈的直接下落。垫圈旋转得比较快时，它所受到的垂直于小木棍的力就比较大，因此它的旋转面就比较稳定，它下落的速度也就比较慢了。从能量角度看，垫圈直接下落时，重力克服摩擦力做功，重力势能变为平动动能。当垫圈转动时，它的转动动能来自垫圈所受切向分力的力矩做功。当垫圈的转动动能大到旋转面较稳定时，垫圈在竖直方向受的合力较小，重力势能减小得就较缓慢。

实验五 动能向内能的转化

　　【实验目的】

　　观察和认识动能向内能的转化。

　　【实验内容与现象】

　　找一块薄铁皮（厚度最好不超过0.3毫米），将它剪下3厘米宽的一条，裹到木棍上。铁皮的长度以围过木棍一圈多即可。用手拿着木棍，将裹好的铁皮放在一块较大的废木头（表面光滑一点）或旧木凳上（图9.2.5），然后用另一只手手指背后的皮肤触及铁片，记下此时对它温度的感觉。用槌子迅速地敲击铁皮，直至停槌后再用手指触及它时会感到发烫。注意手指有烫的感觉要马上离开铁片。铁皮的质量小（短一点、薄一点），敲击的速度快，温升现象明显。敲的速度慢或换用金属垫物，则向空气的散热和垫物的导热将减少温升。