鐵盒能自動爬坡你相信嗎

地球上的一切物體都受到重力的作用，重力的方向是豎直向下的，物體的重心越低，支撐面越大，其穩定性就越好。重心是物體各部分所受重力的等效作用點。對于規則均勻的物體（比如空鐵盒），重心在幾何中心；但如果物體內部重量分布不均（比如裝了偏心的鐵塊），重心就會向重的一側偏移。物體在重力作用下會從高處向低處運動，水往低處流就是常見的現象，生活中的玩具不倒翁，人經過冰面時彎腰屈膝防止滑倒，這些現象均與重心位置有關。你相信一個鐵盒能自己逆著斜坡自動向上滾動還能靜止在斜坡上嗎？其中的科學原理是什么呢？接下來請跟著本文一起動手實驗揭開其中的奧秘。

科學原理：

木板傾斜放置后，形成了一個斜面，斜面是省力機械。當把鐵盒標有數字2的位置放在斜面上時，鐵盒、強磁體和鐵塊組成的整體重心位置偏右上，在重力作用下，強磁體和鐵塊會向鐵盒靠近木板低端的一側移動，鐵盒則開始“向上滾動”，隨著鐵盒“向上滾動”，強磁體和鐵塊的位置不斷降低，使得整體的重心逐漸下降，鐵盒看似向上滾動，但實際上鐵盒、強磁體和鐵塊組成的整體重心是在不斷下降的。最終，重力勢能轉化為動能，推動鐵盒看似向上，實則向重心更低處滾動。

當把鐵盒標有數字1的位置放在斜面上時，鐵盒、強磁體和鐵塊組成的整體重心位置偏左下，在重力作用下，鐵盒開始“向下滾動”。當把鐵盒標有數字3的位置放在斜面上時，鐵盒、強磁體和鐵塊組成的整體受到重力和斜面對鐵盒的支持力還有斜面對鐵盒的靜摩擦力三個力的作用，這三個力的合力為零，鐵盒保持靜止。

材料準備：

圓形空鐵盒、長木板、強磁體、鐵塊、白板筆、熱熔膠

實驗操作：

1.將圓形鐵盒直立在桌面上，在其底部位置標記數字2，在左上方和右上方分別標上數字3和1。

2.打開鐵盒，用熱熔膠將強磁體吸在標記數字3的位置處，再將鐵塊吸在強磁體上，蓋上鐵盒蓋。

3.將長木板放在桌面上，另一端用紙盒墊高，使得傾角大約45°。

4.將鐵盒標有數字3的位置放在斜面上放手（發出口令“靜止不動”），此時鐵盒靜止在斜面上。

5.將鐵盒標有數字2的位置放在斜面上放手（發出口令“向上滾動”），可看到鐵盒自動向上滾動的現象。

6.將鐵盒標有數字1的位置放在斜面上放手（發出口令“向下滾動”），可看到鐵盒自動向下滾動的現象。