滕代安

摘 要：本文展現(xiàn)了有關能量轉(zhuǎn)化實驗教具的制作材料、制作方法、制作過程，以及用教具創(chuàng)新演示能量轉(zhuǎn)化的諸種方法和效果，激發(fā)了學生學習物理的興趣和實驗探究的科學精神，展現(xiàn)了教師制作教具的技能，以期激發(fā)物理教師對實驗教學升起濃厚的興趣。

關鍵詞：自制教具；創(chuàng)新演示；能量的轉(zhuǎn)化

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）9-0052-2

人教版九年級物理第十四章《內(nèi)能的利用》第3節(jié)《能量的轉(zhuǎn)化和守恒》中第一個知識點是“能量的轉(zhuǎn)化”，教材用文字敘述和文字圖示的方式向?qū)W生表達了能量轉(zhuǎn)化的含義：在一定條件下，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。

學生學習這個知識點時往往感覺茫然：能量的具體形式有哪些？是什么樣子的？在什么條件下可以轉(zhuǎn)化？是怎樣轉(zhuǎn)化的？為解決這些疑惑，加深學生對能量轉(zhuǎn)化知識的理解、記憶和應用，筆者自制了以下教具來創(chuàng)新演示有關能量轉(zhuǎn)化的實驗。

到建材市場買一塊平整的免漆板，按黃金分割比切出一塊長1 m、寬0.618 m的長方形站板，切出一塊長1 m、寬40 cm的座板，把站板立在座板中央，對齊邊沿，用木螺絲鉚緊， 座板底下四角均裝上萬向轉(zhuǎn)角小滑輪。買一塊與站板同長寬的藍色薄鐵皮，用膠水與站板粘牢，用免漆板壓條把整塊展板的邊沿切口包住，用螺絲鉚緊，帖上 “創(chuàng)新演示能量的轉(zhuǎn)化”標簽。站板最上邊口面的中間鉚上拉手，便于提挪。于是，整個實驗展板就制作完成。

1 用電動玩具鳥創(chuàng)新演示化學能→電能→動能的轉(zhuǎn)化

如圖1，買個兒童玩具電動鳥，打開腹部蓋板，取出電池，用兩根長約20 cm的細軟導線連接電池槽里的正負極，在電池槽內(nèi)填滿絕緣橡皮泥，增加鳥尾的重量，在蓋板相應處用電烙鐵燙出兩個出線孔，拉出的導線的另一端接上小電夾。用兩節(jié)嵌有磁扣的電池盒裝上電池吸帖在展板上，在電池盒對接處留出的方孔里插上一根細硬的金屬桿，桿比鳥身稍長，桿端系上細線，細線吊起電動鳥，使鳥的尾部比頭部下傾且不碰觸展板，鳥頭正對觀眾，鳥身不扭捏歪斜。最后，在金屬桿靠近電池盒插孔處的根部繞上一根V形鐵絲，把鐵絲的兩個端頭彎成鉤狀，鉤在展板上邊沿，以此增加整體吊掛器材的穩(wěn)固性。做好教具，開始演示。演示時先說明電池里的化學物質(zhì)會發(fā)生化學反應，具有化學能，化學反應產(chǎn)生電荷形成電能，表明化學能轉(zhuǎn)化成了電能。在電池兩極接上導線，電動鳥的翅膀立即扇動起來，具有動能，表明電池的電能轉(zhuǎn)化成了電動鳥的動能。把這幾個能的名稱打印在泡沫板上，泡沫板下面粘上磁扣和表示轉(zhuǎn)化方向的箭頭。演示時依次在展板上顯示相應能量的名稱和轉(zhuǎn)化方向，這個實驗就創(chuàng)新演示了化學能→電能→動能的轉(zhuǎn)化過程。

2 用斯特林發(fā)動機創(chuàng)新演示化學能→光能、內(nèi)能→動能→電能→光能的轉(zhuǎn)化

如圖2，在網(wǎng)上購置一臺斯特林發(fā)動機，用升降臺在展板前把發(fā)動機升到適當?shù)母咛?，在發(fā)動機與升降臺之間捆放幾層折疊毛巾，以防發(fā)動時機身被震落。備好教具，即可演示。實驗時先點燃發(fā)動機上的小酒精燈，燈芯立即燃燒起來，發(fā)生著化學反應，表明酒精具有化學能。燃燒中的火焰會發(fā)光發(fā)熱，光具有光能，熱具有內(nèi)能，表明化學能轉(zhuǎn)化成了光能和內(nèi)能。酒精燈火焰持續(xù)烘烤發(fā)動機的玻璃氣缸，里面的氣體受熱膨脹，推動活塞往復運動，活塞的連桿推動飛輪連續(xù)轉(zhuǎn)動，于是火焰的內(nèi)能就通過氣缸轉(zhuǎn)化成了飛輪的動能。飛輪通過傳動軸和皮帶把動能轉(zhuǎn)移給發(fā)電機發(fā)出電來，表明動能轉(zhuǎn)化成了電能。發(fā)電機的電能通過發(fā)光二極管發(fā)出光來，表明電能轉(zhuǎn)化成了光能。這個實驗創(chuàng)新演示了化學能→光能、內(nèi)能→動能→電能→光能的轉(zhuǎn)化過程。

3 用吹風機、溫度傳感器、微型風力發(fā)電機創(chuàng)新演示電能→動能、內(nèi)能→風能→動能→電能→光能的轉(zhuǎn)化

如圖3，取一個廢舊飲水機內(nèi)頂水桶的喇叭狀支撐盤，旋掉頂棒，露出喇叭筒，直接把小型吹風機的手柄插入筒內(nèi)，用電烙鐵在喇叭盤的下面切出一個通線窗，從窗口拉出吹風機的電源線，插上電源，吹風機已經(jīng)有了電能。按開關，吹風機里的電機轉(zhuǎn)動起來，有了動能，表明電能轉(zhuǎn)化成了動能。電機旋轉(zhuǎn)帶動葉片推動空氣流動形成風吹出來，風具有風能，表明動能轉(zhuǎn)化成了風能。打開吹風機的熱風按鈕，里面的電熱絲發(fā)熱，熱傳給風使其變成熱風，用溫度傳感器可以明顯看到風的溫度在升高，說明內(nèi)能在增大，表明電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。在吹出的風中放上微型風力發(fā)電機，葉片立即就轉(zhuǎn)動起來，具有動能，表明風的風能轉(zhuǎn)化成了葉片的動能。葉片帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，發(fā)出電來，葉片的動能就轉(zhuǎn)化成了發(fā)電機的電能。發(fā)電機發(fā)出的電驅(qū)使小燈泡發(fā)光，于是發(fā)電機的電能就轉(zhuǎn)化成了小燈泡的光能。演示時在展板上貼出有磁性和指示方向的能量名稱標牌，這個實驗就呈現(xiàn)出了創(chuàng)新演示電能→動能、內(nèi)能→風能→動能→電能→光能的轉(zhuǎn)化過程。還有一些裝置不再一一介紹。

把上述實驗有序、集中起來共同演示能量的轉(zhuǎn)化方式和過程，氣勢宏大，內(nèi)容豐富，形式生動，學生對能量轉(zhuǎn)化的知識內(nèi)容印象深刻，理解透徹，能激發(fā)出學習物理的興趣，培養(yǎng)出創(chuàng)新實驗的科學精神和動手制作教具進行實驗的實踐能力，教學效果有明顯改進。

參考文獻：

[1]曾義.趣味物理實驗與制作課程的開設及其體會[J].物理教學探討，2017，35（4）：58-59.