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图1重庆一名货车司机蔡东生练成一门高超绝技,在不到2分钟的时间,使28颗麻将骰子经过骰盅的摇晃,叠成“惊天骰子大罗汉”,为此他收到了上海大世界基尼斯世界纪录组委会寄来的确认函,摇骰子也成了大世界基尼斯之最,他还将去北京参加央视《挑战》节目,与国外掷骰高手一拼高下. 你别认为“骰子奇观”是电影中使用的电脑特技,其实我们都可以进行这项活动.
用一个内径大小为6 cm左右的玻璃杯,将8粒骰子快速摇动后可叠成一列(所用杯子内部高度相当于8粒骰子重叠的高度),然后再增加8粒骰子(一共16粒),用同一个杯子将16粒骰子摇动还可叠成了整齐的两列. 在摇动杯子过程中需要注意技巧,充分利用物理规律.
将杯口朝下,用手握住杯子,使其以自己的肘为圆心,以前臂为半径,让杯子在一段圆弧上往复运动(如图2所示),如果角速度大一点,里面的骰子就会做离心运动而远离圆心跑到离O点最远的那一侧去.
图2图3骰子因重力作用,因此总是集中在桌面上运动,不可能自己重叠起来,为了让骰子能重叠起来,在杯子运动到圆弧的两端时(即将反向的瞬间),杯子上部都要往外侧(相对于人来说是左右两侧)倾斜(如图3 ②所示),这样骰子由于惯性沿杯壁向上运动,当手返回运动时,有些骰子就重叠起来了.按这种方法往返几次后,里面的骰子基本上都会重叠在一起. 在上面的步骤Ⅱ中,虽然在杯子反向时有些骰子可能重叠起了,但在返回途中由于杯子是竖直的,那些没有完全重叠好的骰子又可能落回桌面,因此,在杯子往返运动过程中,杯子运动的速率要尽可能大些,以便保持骰子尽量在里面旋转,从而增加它的稳定性.
图4 要让平面的骰子离开桌面沿杯子往上运动,还可这样转动:使杯子以杯口(接触桌面的那一端)为圆心做圆周运动,同时让杯子在桌面上做微小的圆孤运动(如图4所示),由公式 知道,在m一定的情况下,r越大所需的向心力就越大,这样,r越大离心现象就越明显,这些骰子也就爬得越高,如果转速特别大,骰子受力不足以提供所需的向心力时,骰子全都涌向杯底方向.
图5在摇动杯子的过程中,杯子同时参与以上两个方面的圆周运动:一个是在桌面上以人肘为圆心的水平面内的圆周运动,另一个是以杯口为圆心的圆周运动,里面的骰子也就同时竖直向上和向外做离心运动,这样骰子就重叠起来并靠向远离圆心的那一侧.如果里面的骰子重叠一列已经顶到杯底了,那其余的骰子就会以同样的方法重新叠成一列,这就是骰子可以重叠成多列的道理(如图5所示).
这个实验的成功率高,能让我们领略到离心运动的神奇效果,增加我们的学习兴趣,加深对所学知识的理解,体验物理知识与神秘物理现象的联系.
[江苏海门市证大中学 (226100)]
用一个内径大小为6 cm左右的玻璃杯,将8粒骰子快速摇动后可叠成一列(所用杯子内部高度相当于8粒骰子重叠的高度),然后再增加8粒骰子(一共16粒),用同一个杯子将16粒骰子摇动还可叠成了整齐的两列. 在摇动杯子过程中需要注意技巧,充分利用物理规律.
将杯口朝下,用手握住杯子,使其以自己的肘为圆心,以前臂为半径,让杯子在一段圆弧上往复运动(如图2所示),如果角速度大一点,里面的骰子就会做离心运动而远离圆心跑到离O点最远的那一侧去.
图2图3骰子因重力作用,因此总是集中在桌面上运动,不可能自己重叠起来,为了让骰子能重叠起来,在杯子运动到圆弧的两端时(即将反向的瞬间),杯子上部都要往外侧(相对于人来说是左右两侧)倾斜(如图3 ②所示),这样骰子由于惯性沿杯壁向上运动,当手返回运动时,有些骰子就重叠起来了.按这种方法往返几次后,里面的骰子基本上都会重叠在一起. 在上面的步骤Ⅱ中,虽然在杯子反向时有些骰子可能重叠起了,但在返回途中由于杯子是竖直的,那些没有完全重叠好的骰子又可能落回桌面,因此,在杯子往返运动过程中,杯子运动的速率要尽可能大些,以便保持骰子尽量在里面旋转,从而增加它的稳定性.
图4 要让平面的骰子离开桌面沿杯子往上运动,还可这样转动:使杯子以杯口(接触桌面的那一端)为圆心做圆周运动,同时让杯子在桌面上做微小的圆孤运动(如图4所示),由公式 知道,在m一定的情况下,r越大所需的向心力就越大,这样,r越大离心现象就越明显,这些骰子也就爬得越高,如果转速特别大,骰子受力不足以提供所需的向心力时,骰子全都涌向杯底方向.
图5在摇动杯子的过程中,杯子同时参与以上两个方面的圆周运动:一个是在桌面上以人肘为圆心的水平面内的圆周运动,另一个是以杯口为圆心的圆周运动,里面的骰子也就同时竖直向上和向外做离心运动,这样骰子就重叠起来并靠向远离圆心的那一侧.如果里面的骰子重叠一列已经顶到杯底了,那其余的骰子就会以同样的方法重新叠成一列,这就是骰子可以重叠成多列的道理(如图5所示).
这个实验的成功率高,能让我们领略到离心运动的神奇效果,增加我们的学习兴趣,加深对所学知识的理解,体验物理知识与神秘物理现象的联系.
[江苏海门市证大中学 (226100)]