椎体爬坡演示实验报告.docx:..椎体爬坡演示实验报告一、 ,加深了解在重力场中,物体总是遵循降低重心以趋于稳定的规律。,同时说明物体势能和动能的相互转换。二、 实验原理能量最低原理指出:物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在导轨的低端处,两根导轨的间距小,锥体停在此处重心被抬高了;相反,在高端两根导轨较为分开,锥体在此处下陷,重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理。其核心在于刚体在重力场中的平衡问题,而自由运动的物体在重力的作用下总是平衡在重力势能极小的位置。本实验演示锥体在斜双杠上自由滚动的现象,巧妙地利用锥体的形状,将支撑点在锥体轴线方向上的移动(横向)对锥体质心的影响同斜双杠的倾斜(纵向)对锥体质心的影响结合起来,当横向作用占主导吋,其至表现为出人意料的反常运动,即锥体会自动滚向斜双杠较高的一端。具体分析如下:BBA首先看平衡(锥体质心保持水平)时锥体的位置,如图1。AAi端较高,但AAi处两横杆向外测倾斜,较高的支撑有使锥体质心向上移的趋势,而支撑点较宽又使锥体因其中间粗两端细而使质心有向下移动的趋势,两种趋势互相抵消可使锥体在任何位置都处于平衡状态。如果此时使AAi稍变宽或使BBi稍变窄,会使锥体在AAi端比在BBi端时质心位置更低,它将总往AA](高端)滚动,从B端向A端看,如图2所示。AA】端处于高宽端,BBi端处于低窄端,若支撑点遇锥面相切位置如图2所示,则当锥体滚动时,质心在水平面内运动,锥体处于平衡状态。
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