滾擺實驗裝置

A. 請設計和製作一個用來演示重力勢能和動能可以相互轉化的裝置。具體要求如下：

麥克斯韋滾擺來

麥自克斯韋滾擺是用來演示重力勢能與動能的相互轉化過程中，機械能的總量保持不變的儀器。當捻動滾擺的軸，使滾擺上升到頂點時，儲蓄一定的勢能。當滾擺被松開，開始旋轉下降，滾擺勢能隨之逐漸減小，而動能（平動動能和轉動動能）逐漸增加。當懸線完全松開，滾擺不再下降時，轉動角速度與下降平動速度達到最大值，動能最大。由於滾擺仍繼續旋轉，它又開始纏繞懸線使滾擺上升。在滾擺上升的過程中動能逐漸減小，勢能卻逐漸增加，上升到跟原來差不多的高度時，動能為零，而勢能最大。如果沒有任何阻力，滾擺每次上升的高度都相同，說明滾擺的勢能和動能在相互轉化過程中，機械能的總量保持不變。

B. 蘇教版六年級下冊能量的轉換裡面那個小游戲「飛旋的扣子」是用了什麼科學道理，麻煩從能量轉換的角度來解

動能與勢能的互相轉化。

過程是：

1、扣子從不轉慢慢變成旋轉，是一個勢能轉化成動能的過程。（扣子旋轉速度最快時，繩子的勁釋放完，此時扣子的勢能最小）

2、由於慣性的關系，扣子會繼續旋轉，此時就是動能轉化成勢能的過程。

區別：

1、動能是因為物體運動而具有的能，與質量有關，質量越大，動能也越大；還與速度有關，速度越大，動能也越大。動的東西都具有動能。

2、勢能是物體因為被舉高而具有的能。與質量有關，質量越大，勢能也越大；還與高度有關，高度越大，勢能也越大。被舉高的東西都具有的勢能。

C. 威爾伯福斯擺實驗原理，所需器材及相關參數

威爾伯福斯擺由懸掛在豎直方向的螺旋彈簧和連接在彈簧末端的物塊組成。物塊既能在彈簧上上下運動，又能繞其豎直軸旋轉。探究這種擺的運動行為，以及它是如何依賴於相關參數的。

用單擺測定重力加速度

實驗目的：利用單擺測定當地重力加速度，鞏固和加深對單擺周期公式的理解。

實驗原理：單擺在擺角很小（小於5º）的情況下，可以看作間諧振動，其固有周期公式為 ，由此得：。據此，通過實驗方法測出擺長l和周期T，即可計算出當地的重力加速度。

實驗器材：鐵架台（帶鐵夾）、金屬小球、刻度尺、秒錶、細線。

實驗原理

設單擺長為 ，則擺的角加速度等於 ，即當擺角甚小時（一般講 5°），可認為 ，這時即振動的角加速度和角位移成比例，式中的負號表示角加速度和角位移的方向總是相反。此時單擺的振動是簡諧振動。從理論分析得知，其振動周期和上述比例系數的關系是 ，所以

式中 為單擺擺長,是擺錘重到懸點的距離, 為當地的重力加速度。變換式可得將測出的擺長 和對應和周期 代入上式可求出當地的重力加速度之值。

以上內容參考：網路-單擺實驗