巧制“锥体上滚”

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  “锥体上滚”展示了一个双锥体从斜面底端自动滚动到斜面顶端的“反常”现象,能与之相见的人都会因此而产生疑问,引发学习探究的动力。但是由于“锥体上滚”制作的不便,造成很多人无缘与它相见,而本文所介绍的方法,能使“锥体上滚”的制作变得非常容易。
  材料:顶部呈锥体形状的空饮料瓶2个(500ML雪碧、芬达汽水瓶即可)直径3毫米~4毫米左右的铁丝0.7米左右。
  制作方法:
  1.截取锥体:用剪刀将两个饮料瓶从锥体与柱体的接合部位剪开(如图1所示),得到两个锥体,并沿其中一个锥体底部边线剪一些小豁口,如图2所示。
  2.两锥体对接:将两个锥体底部边线的形状修整好。两手向内微压带豁口的锥体底部边线,使带豁口锥体底部的直径略小于另一锥体,然后仔细的把带豁口的锥体压入另一锥体,让两个锥体套接在一起,组成一个双锥体,如图3所示。
  3.轨道制作:将铁丝按图4的要求折成一个低端窄、顶端宽的斜面轨道。把双锥体放在斜面的底端,锥体就会在自身重力作用下自动滚向斜面顶端。否则可用改变斜面轨道两端支撑铁丝的倾角来降低轨道的坡度,直至锥体能自动沿轨道向上滚动为止。
  原理解释:物体在自身的重力作用下,总是向重心降低的位置移动,即从高处向低处运动。由于双锥体和斜面轨道的巧妙组合(斜面轨道低端窄顶端宽,而双锥体中间粗两端细),使锥体沿斜面上滚的过程中,其重心仍是不断下降的,即表面看双锥体在沿斜面向上滚,实际上它仍然是从高处向低处滚动的(图5)。
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