篇一：錐體上滾實(shí)驗(yàn)
今天老師給我們開了演示實(shí)驗(yàn)，讓我們大開眼界，受益匪淺。在這節(jié)課里老師給我們演示了好多實(shí)驗(yàn)。最讓我感興趣的是錐體上滾。當(dāng)我看到這個實(shí)驗(yàn)時，眼看著一個椎體從低處滾到高處并且不會在滾回來，感覺好神奇。這個設(shè)備是兩根鋼管由低到高的固定在一個板子上，低的那邊間距小，高的那端間距大，一個錐體架在兩桿中間，將椎體移到鋼管低的那一端之后，錐體就自動的滾到高處去了。
這個實(shí)驗(yàn)一開始讓我看的目瞪口呆，還以為有什么奇怪的東西呢 。但是經(jīng)過仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)這其實(shí)只是一個錯覺。這個軌道一頭高一頭低，椎就會從低的一端滾向高的一頭好像是重心在向上滾，但分析一下就會知道真相不是這樣的，如果是那樣的話就違背了能量定理。首先這是一個椎而不是一個圓柱體，其次這不是一個斜面而是兩條軌道，而且軌道是成八字形狀擺開的，并且高處張得開。這樣的設(shè)計(jì)會使椎處于高處時重心降低，而在低處時由于軌道變窄使的重心升高且高于在高處時的，這樣看來這個實(shí)驗(yàn)就變成重心有高處向低處走的正常現(xiàn)象了，也就沒有違背能量定理了。
通過椎體上滾這個實(shí)驗(yàn)說明了在重力場中的任何物體都具有從勢能高的地方向勢能低的地方運(yùn)動的趨勢。從這個實(shí)驗(yàn)中我想到了如果能把這個原理運(yùn)用到實(shí)際生活中我們就能節(jié)約很多
能源。建筑工地可以用來運(yùn)東西，醫(yī)院里可以用來運(yùn)傷員，游樂園可以給人們帶來快樂。 通過實(shí)驗(yàn)我們可以想到有些東西表面上的東西可以把我們蒙蔽到 ，但是我們?nèi)绻J(rèn)真的去對待就很容易把他們識破，我們不能總相信自己的眼睛。
一、演示目的
1 通過觀察與思考雙錐體沿斜面軌道上滾的現(xiàn)象，加深了解在重力場中物體總是以降低重心，趨于穩(wěn)定的規(guī)律運(yùn)動。
2 說明物體具有從勢能高的位置向勢能低的位置運(yùn)動的趨勢，同時說明物體勢能和動能之間的轉(zhuǎn)換。
二、原理
本實(shí)驗(yàn)的核心在于剛體在重力場中的平衡問題，而自由運(yùn)動的物體在重力的作用下總是平衡在重力勢能極小的位置。如果物體不是處于重力場中勢能極小值狀態(tài)，重力的作用總是使它往勢能減小的方向運(yùn)動。本實(shí)驗(yàn)演示錐體在斜雙杠上自由滾動的現(xiàn)象，巧妙地利用錐體的形狀，將支撐點(diǎn)在錐體軸線方向上的移動(橫向)對錐體質(zhì)心的影響同斜雙杠的傾斜(縱向)對錐體質(zhì)心的影響結(jié)合起來，當(dāng)橫向作用占主導(dǎo)時，甚至表現(xiàn)為出人意料的反常運(yùn)動，即錐體會自動滾向斜雙杠較高的一端，具體分析如下：
首先看平衡(錐體質(zhì)心保持水平)時錐體的位置，如圖1。AA1端較高，但AA1處兩橫桿向外測傾斜，較高的支撐有使錐體質(zhì)心向上移的趨勢，而支撐點(diǎn)較寬又使錐體因其中間粗兩端細(xì)而使質(zhì)心有向下移動的趨勢，兩種趨勢互相抵消可使錐體在圖4所示任何位置都處于平衡狀態(tài)。如果此時使AA1稍變寬或使BB1稍變窄，會使錐體在AA1端比在BB1端時質(zhì)心位置更低，它將總往AA1(高端)滾動，從B端向A端看，如圖2所示。
AA1端處于高寬端，BB1端處于低窄端，若支撐點(diǎn)遇錐面相切位置如圖2所示，則當(dāng)錐體滾動時，質(zhì)心在水平面內(nèi)運(yùn)動，錐體處于平衡狀態(tài)。設(shè)BB1端固定，AA1端寬度一定，只調(diào)節(jié)其高
度，則AA1端下降，將會出現(xiàn)由平衡狀態(tài)上滾的現(xiàn)象。AA1端至多下降到BB1端所在水平面上，不過此時滾動雖明顯，但“往上”不明顯。故本實(shí)驗(yàn)裝置高低寬窄布局要適度，使AA1端比平衡位置略低，錐體能自動滾動即可
三 注意事項(xiàng)
1 錐體放在最低端
2 錐體應(yīng)該放平
3 手放開時要輕輕的放，不要讓錐體掉在地上
篇二：錐體上滾實(shí)驗(yàn)
摘要: 從錐體上滾實(shí)驗(yàn)的幾何條件出發(fā), 分析該實(shí)驗(yàn)中雙圓錐沿傾斜導(dǎo)軌向上滾動的根本原因, 并討論了幾何參數(shù)對實(shí)驗(yàn)的影響。
關(guān)鍵詞: 演示實(shí)驗(yàn); 錐體上滾; 力矩; 轉(zhuǎn)動動能
一、原理：
本實(shí)驗(yàn)的核心在于剛體在重力場中的平衡問題，而自由運(yùn)動的物體在重力的作用下總是平衡在重力勢能極小的位置。如果物體不是處于重力場中勢能極小值狀態(tài)，重力的作用總是使它往勢能減小的方向運(yùn)動。本實(shí)驗(yàn)演示錐體在斜雙杠上自由滾動的現(xiàn)象，巧妙地利用錐體的形狀，將支撐點(diǎn)在錐體軸線方向上的移動(橫向)對錐體質(zhì)心的影響同斜雙杠的傾斜(縱向)對錐體質(zhì)心的影響結(jié)合起來，當(dāng)橫向作用占主導(dǎo)時，甚至表現(xiàn)為出人意料的反常運(yùn)動，即錐體會自動滾向斜雙杠較高的一端，具體分析如下：
首先看平衡(錐體質(zhì)心保持水平)時錐體的位置，如圖1。AA1端較高，但AA1處兩橫桿向外測傾斜，較高的支撐有使錐體質(zhì)心向上移的趨勢，而支撐點(diǎn)較寬又使錐體因其中間粗兩端細(xì)而使質(zhì)心有向下移動的趨勢，兩種趨勢互相抵消可使錐體在圖4所示任何位置都處于平衡狀態(tài)。如果此時使AA1稍變寬或使BB1稍變窄，會使錐體在AA1端比在BB1端時質(zhì)心位置更低，它將總往AA1(高端)滾動，從B端向A端看，如圖2所示。
AA1端處于高寬端，BB1端處于低窄端，若支撐點(diǎn)遇錐面相切位置如圖2所示，則當(dāng)錐體滾動時，質(zhì)心在水平面內(nèi)運(yùn)動，錐體處于平衡狀態(tài)。設(shè)BB1端固定，AA1端寬度一定，只調(diào)節(jié)其高度，則AA1端下降，將會出現(xiàn)由平衡狀態(tài)上滾的現(xiàn)象。AA1端至多下降到BB1端所在水平面上，不過此時滾動雖明顯，但“往上”不明顯。故本實(shí)驗(yàn)裝置高低寬窄布局要適度，使AA1端比平衡位置略低，錐體能自動滾動即可。
二、裝置：
雙錐體，V字形斜面軌道
三、心得體會：
通過以上分析得出, 在錐體上滾實(shí)驗(yàn)中造成雙圓錐體能夠沿傾斜軌向上滾動的真正原因是在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)滿足一定的幾何條件下, 雙圓錐體的質(zhì)心坐標(biāo)在滾動方向上總是超前于雙圓錐面與導(dǎo)軌的切點(diǎn)坐標(biāo), 導(dǎo)致雙圓錐體的重力產(chǎn)生力矩并且該力矩起到了動力矩的作用, 從而使得雙圓錐體在導(dǎo)軌上發(fā)生滾動.。從能量轉(zhuǎn)換的角度解釋這一過程, 是由于重力矩做正功導(dǎo)致雙圓錐體的重力勢能轉(zhuǎn)換為雙圓錐體的轉(zhuǎn)動動能。
四、參考文獻(xiàn)：
【1】黃國雄. 神奇的雙錐體[ J] . 物理教學(xué)探討
【2】路峻嶺. 物理演示實(shí)驗(yàn)教程[M ]. 北京: 清華大學(xué)出版社
【3】楊文茂. 李全英. 空間解析幾何[M ] .2 版
【4】漆安慎, 杜嬋英. 力學(xué)[M ]. 2 版. 北京: 高等教育出版社
篇三：物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告,錐體上滾,電磁炮
一、錐體上滾
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1．通過觀察與思考雙錐體沿斜面軌道上滾的現(xiàn)象，使學(xué)生加深了解在重力場中物體總是以降低重心，趨于穩(wěn)定的運(yùn)動規(guī)律。
2．說明物體具有從勢能高的`位置向勢能低的位置運(yùn)動的趨勢，同時說明物體勢能和動能的相互轉(zhuǎn)換。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
1.將雙錐體置于導(dǎo)軌的高端，雙錐體并不下滾；
2．將雙錐體置于導(dǎo)軌的低端，松手后雙錐體向高端滾去
實(shí)驗(yàn)原理：能量最低原理指出：物體或系統(tǒng)的能量總是自然趨向最低狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)中在低端的兩根導(dǎo)軌間距小，錐體停在此處重心被抬高了；相反，在高端兩根導(dǎo)軌較為分開，錐體在此處下陷，重心實(shí)際上降低了。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象仍然符合能量最低原理。
二、電磁炮
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:將小圓柱放入填彈口，按下開關(guān)，小圓柱就會以很高的速度射出，砸在墻壁上并發(fā)出“啪”的聲音以反映速度。
實(shí)驗(yàn)原理：電磁軌道炮由兩條連接著大電流源的固定平行導(dǎo)軌和一個沿導(dǎo)軌軸線方向可滑動的電樞組成。發(fā)射時，電流由一條導(dǎo)軌流經(jīng)電樞，再由另一條導(dǎo)軌流回，而構(gòu)成閉合回路。強(qiáng)大的電流流經(jīng)兩平行導(dǎo)軌時，在兩導(dǎo)軌間產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場，這個磁場與流經(jīng)電樞的電流相
互作用，產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁力，該力推動電樞和置于電樞前面的彈丸沿導(dǎo)軌加速運(yùn)動，從而獲得高速度。 根據(jù)畢奧--薩伐爾定律和安培定律可推得，電樞受到的電磁場的作用力與電流強(qiáng)度的平方成正比，即 F=KL2由此可見，要想獲得彈丸的高速度，必須供給軌道強(qiáng)大的電流。通常該電流的數(shù)值在兆安級。而電流的脈沖寬度在毫秒數(shù)量級。
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