简介

这个活动的目的是让学生认识到重力做的功是另一种理解重力势能的方法。学生建立一个模型,根据系统的位置来预测系统中存在的能量。

物理教科书经常把地球包括在它们对系统的定义中,却没有解释它们正在做什么。在这个活动中,我们将系统定义为一个有重力(和其他)作用于它的物体。这个活动应该为学生提供一些使用重力势能方程的背景知识,以及系统定义的重要性。

学生们面临的挑战是认识到重力可以对物体做功,从而转化为动能(或其他形式的)能量。最终目标是让学生建立一个数学模型,可以预测重力作用在物体上通过一定范围的垂直位移所产生的能量变化。

在调查过程中,学生可以使用运动检测器、运动编码器或Go直接传感器车来收集通过一定垂直距离移动的物体的数据。所获得的动能应与物体高度的变化作比较。

我们建议进行后续讨论,以帮助学生在他们早期对势能的理解和这个活动之间建立背景。重点包括系统定义的重要性,重力势能之间的关系,以及作用在物体上的重力的概念。

讨论当系统涉及到距离地球表面相当远的距离时会发生什么,以及解决万有引力所做的功所需的额外复杂性可能会很吸引人(但完全没有必要)。

目标

  • 设计并执行调查。
  • 根据证据得出结论。
  • 确定对系统做的功等于动能的变化量。