雙錐體自動(dòng)上坡實(shí)驗(yàn)的制作和改進(jìn)

雙錐體自動(dòng)上坡實(shí)驗(yàn)的制作和改進(jìn)

賈艷蕊

(北京密云縣第五中學(xué)北京101500)

收稿日期：(2014-08-19)

早在四五十年前，就有一個(gè)如圖1所示的“滾輪自動(dòng)上坡”的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏対L輪自動(dòng)滾上坡！這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓許多學(xué)生困惑，想不通，滾輪為什么會(huì)自動(dòng)上坡？這不違背物理規(guī)律嗎？

圖1　滾輪自動(dòng)上坡實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)中的“滾輪”，是一個(gè)對(duì)稱的雙錐體；而“斜槽”，是上寬下窄的斜槽.對(duì)稱雙錐體自動(dòng)滾上斜槽的過(guò)程中，它的重心仍然一直在下降.所以，該實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有違背物理規(guī)律.

這是一個(gè)很能吸引人的實(shí)驗(yàn).網(wǎng)上有如圖2所示的成品出售，價(jià)近800元,而且，在演示方面也沒(méi)有充分發(fā)揮其作用.我們花很少的錢，自制了雙錐體實(shí)驗(yàn)儀器，還對(duì)其演示作改進(jìn)，收到較好的教學(xué)效果，現(xiàn)介紹如下.

圖2　裝置實(shí)物

1對(duì)稱雙錐體的制作

將兩個(gè)從農(nóng)貿(mào)購(gòu)買的漏斗用膠粘在一起，尺寸如圖3所示.漏斗最大圓直徑5.6 cm，最小圓直徑2.2 cm.

圖3　自制的對(duì)稱雙錐體

2“斜槽”的制作

我們制作的“斜槽”如圖4所示.

圖4　斜槽

其中，2根金屬管長(zhǎng)83.2 cm,直徑2.5 cm.高、低兩支架是厚度均為1 cm的木板，按圖5所示的尺寸裁制，①、②號(hào)木板各1塊，③、④號(hào)木板各4塊.

圖5　支架木板尺寸

由③、④號(hào)木板各2塊，用膠粘成如圖6所示的底座，其中，槽寬1 cm，用以安插①、②號(hào)木板.

圖6　底座

①、②號(hào)木板的上端挖有直徑2 cm的半圓形凹槽，用來(lái)擱置金屬管.

我們制作的教具，不僅能用圖4演示“滾輪自動(dòng)上坡”的實(shí)驗(yàn),還能組成圖7所示的等寬斜槽，這時(shí)，對(duì)稱雙錐體只能由斜槽的上方滾到下方，不能自動(dòng)滾上坡！這樣對(duì)比實(shí)驗(yàn)，教學(xué)效果更好！

圖7　等寬斜槽