錐體上滾的實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文
篇一：錐體上滾實(shí)驗(yàn)
今天老師給我們開了演示實(shí)驗(yàn)，讓我們大開眼界，受益匪淺。在這節(jié)課里老師給我們演示了好多實(shí)驗(yàn)。最讓我感興趣的是錐體上滾。當(dāng)我看到這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，眼看著一個(gè)椎體從低處滾到高處并且不會(huì)在滾回來，感覺好神奇。這個(gè)設(shè)備是兩根鋼管由低到高的固定在一個(gè)板子上，低的那邊間距小，高的那端間距大，一個(gè)錐體架在兩桿中間，將椎體移到鋼管低的那一端之后，錐體就自動(dòng)的滾到高處去了。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)一開始讓我看的目瞪口呆，還以為有什么奇怪的東西呢 。但是經(jīng)過仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)這其實(shí)只是一個(gè)錯(cuò)覺。這個(gè)軌道一頭高一頭低，椎就會(huì)從低的一端滾向高的一頭好像是重心在向上滾，但分析一下就會(huì)知道真相不是這樣的，如果是那樣的話就違背了能量定理。首先這是一個(gè)椎而不是一個(gè)圓柱體，其次這不是一個(gè)斜面而是兩條軌道，而且軌道是成八字形狀擺開的，并且高處張得開。這樣的設(shè)計(jì)會(huì)使椎處于高處時(shí)重心降低，而在低處時(shí)由于軌道變窄使的重心升高且高于在高處時(shí)的，這樣看來這個(gè)實(shí)驗(yàn)就變成重心有高處向低處走的正�，F(xiàn)象了，也就沒有違背能量定理了。
通過椎體上滾這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了在重力場(chǎng)中的任何物體都具有從勢(shì)能高的地方向勢(shì)能低的地方運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我想到了如果能把這個(gè)原理運(yùn)用到實(shí)際生活中我們就能節(jié)約很多
能源。建筑工地可以用來運(yùn)東西，醫(yī)院里可以用來運(yùn)傷員，游樂園可以給人們帶來快樂。 通過實(shí)驗(yàn)我們可以想到有些東西表面上的東西可以把我們蒙蔽到 ，但是我們?nèi)绻J(rèn)真的去對(duì)待就很容易把他們識(shí)破，我們不能總相信自己的眼睛。
一、演示目的
1 通過觀察與思考雙錐體沿斜面軌道上滾的'現(xiàn)象，加深了解在重力場(chǎng)中物體總是以降低重心，趨于穩(wěn)定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)。
2 說明物體具有從勢(shì)能高的位置向勢(shì)能低的位置運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，同時(shí)說明物體勢(shì)能和動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)換。
二、原理
本實(shí)驗(yàn)的核心在于剛體在重力場(chǎng)中的平衡問題，而自由運(yùn)動(dòng)的物體在重力的作用下總是平衡在重力勢(shì)能極小的位置。如果物體不是處于重力場(chǎng)中勢(shì)能極小值狀態(tài)，重力的作用總是使它往勢(shì)能減小的方向運(yùn)動(dòng)。本實(shí)驗(yàn)演示錐體在斜雙杠上自由滾動(dòng)的現(xiàn)象，巧妙地利用錐體的形狀，將支撐點(diǎn)在錐體軸線方向上的移動(dòng)(橫向)對(duì)錐體質(zhì)心的影響同斜雙杠的傾斜(縱向)對(duì)錐體質(zhì)心的影響結(jié)合起來，當(dāng)橫向作用占主導(dǎo)時(shí)，甚至表現(xiàn)為出人意料的反常運(yùn)動(dòng)，即錐體會(huì)自動(dòng)滾向斜雙杠較高的一端，具體分析如下：
首先看平衡(錐體質(zhì)心保持水平)時(shí)錐體的位置，如圖1。AA1端較高，但AA1處兩橫桿向外測(cè)傾斜，較高的支撐有使錐體質(zhì)心向上移的趨勢(shì)，而支撐點(diǎn)較寬又使錐體因其中間粗兩端細(xì)而使質(zhì)心有向下移動(dòng)的趨勢(shì)，兩種趨勢(shì)互相抵消可使錐體在圖4所示任何位置都處于平衡狀態(tài)。如果此時(shí)使AA1稍變寬或使BB1稍變窄，會(huì)使錐體在AA1端比在BB1端時(shí)質(zhì)心位置更低，它將總往AA1(高端)滾動(dòng)，從B端向A端看，如圖2所示。
AA1端處于高寬端，BB1端處于低窄端，若支撐點(diǎn)遇錐面相切位置如圖2所示，則當(dāng)錐體滾動(dòng)時(shí)，質(zhì)心在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，錐體處于平衡狀態(tài)。設(shè)BB1端固定，AA1端寬度一定，只調(diào)節(jié)其高
度，則AA1端下降，將會(huì)出現(xiàn)由平衡狀態(tài)上滾的現(xiàn)象。AA1端至多下降到BB1端所在水平面上，不過此時(shí)滾動(dòng)雖明顯，但“往上”不明顯。故本實(shí)驗(yàn)裝置高低寬窄布局要適度，使AA1端比平衡位置略低，錐體能自動(dòng)滾動(dòng)即可
三 注意事項(xiàng)
1 錐體放在最低端
2 錐體應(yīng)該放平
3 手放開時(shí)要輕輕的放，不要讓錐體掉在地上
篇二：錐體上滾實(shí)驗(yàn)
摘要: 從錐體上滾實(shí)驗(yàn)的幾何條件出發(fā), 分析該實(shí)驗(yàn)中雙圓錐沿傾斜導(dǎo)軌向上滾動(dòng)的根本原因, 并討論了幾何參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。
關(guān)鍵詞: 演示實(shí)驗(yàn); 錐體上滾; 力矩; 轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能
一、原理：
本實(shí)驗(yàn)的核心在于剛體在重力場(chǎng)中的平衡問題，而自由運(yùn)動(dòng)的物體在重力的作用下總是平衡在重力勢(shì)能極小的位置。如果物體不是處于重力場(chǎng)中勢(shì)能極小值狀態(tài)，重力的作用總是使它往勢(shì)能減小的方向運(yùn)動(dòng)。本實(shí)驗(yàn)演示錐體在斜雙杠上自由滾動(dòng)的現(xiàn)象，巧妙地利用錐體的形狀，將支撐點(diǎn)在錐體軸線方向上的移動(dòng)(橫向)對(duì)錐體質(zhì)心的影響同斜雙杠的傾斜(縱向)對(duì)錐體質(zhì)心的影響結(jié)合起來，當(dāng)橫向作用占主導(dǎo)時(shí)，甚至表現(xiàn)為出人意料的反常運(yùn)動(dòng)，即錐體會(huì)自動(dòng)滾向斜雙杠較高的一端，具體分析如下：
首先看平衡(錐體質(zhì)心保持水平)時(shí)錐體的位置，如圖1。AA1端較高，但AA1處兩橫桿向外測(cè)傾斜，較高的支撐有使錐體質(zhì)心向上移的趨勢(shì)，而支撐點(diǎn)較寬又使錐體因其中間粗兩端細(xì)而使質(zhì)心有向下移動(dòng)的趨勢(shì)，兩種趨勢(shì)互相抵消可使錐體在圖4所示任何位置都處于平衡狀態(tài)。如果此時(shí)使AA1稍變寬或使BB1稍變窄，會(huì)使錐體在AA1端比在BB1端時(shí)質(zhì)心位置更低，它將總往AA1(高端)滾動(dòng)，從B端向A端看，如圖2所示。
AA1端處于高寬端，BB1端處于低窄端，若支撐點(diǎn)遇錐面相切位置如圖2所示，則當(dāng)錐體滾動(dòng)時(shí)，質(zhì)心在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，錐體處于平衡狀態(tài)。設(shè)BB1端固定，AA1端寬度一定，只調(diào)節(jié)其高度，則AA1端下降，將會(huì)出現(xiàn)由平衡狀態(tài)上滾的現(xiàn)象。AA1端至多下降到BB1端所在水平面上，不過此時(shí)滾動(dòng)雖明顯，但“往上”不明顯。故本實(shí)驗(yàn)裝置高低寬窄布局要適度，使AA1端比平衡位置略低，錐體能自動(dòng)滾動(dòng)即可。
二、裝置：
雙錐體，V字形斜面軌道
三、心得體會(huì)：
通過以上分析得出, 在錐體上滾實(shí)驗(yàn)中造成雙圓錐體能夠沿傾斜軌向上滾動(dòng)的真正原因是在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)滿足一定的幾何條件下, 雙圓錐體的質(zhì)心坐標(biāo)在滾動(dòng)方向上總是超前于雙圓錐面與導(dǎo)軌的切點(diǎn)坐標(biāo), 導(dǎo)致雙圓錐體的重力產(chǎn)生力矩并且該力矩起到了動(dòng)力矩的作用, 從而使得雙圓錐體在導(dǎo)軌上發(fā)生滾動(dòng).。從能量轉(zhuǎn)換的角度解釋這一過程, 是由于重力矩做正功導(dǎo)致雙圓錐體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為雙圓錐體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能。
四、參考文獻(xiàn)：
【1】黃國雄. 神奇的雙錐體[ J] . 物理教學(xué)探討
【2】路峻嶺. 物理演示實(shí)驗(yàn)教程[M ]. 北京: 清華大學(xué)出版社
【3】楊文茂. 李全英. 空間解析幾何[M ] .2 版
【4】漆安慎, 杜嬋英. 力學(xué)[M ]. 2 版. 北京: 高等教育出版社
篇三：物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告,錐體上滾,電磁炮
一、錐體上滾
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1．通過觀察與思考雙錐體沿斜面軌道上滾的現(xiàn)象，使學(xué)生加深了解在重力場(chǎng)中物體總是以降低重心，趨于穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
2．說明物體具有從勢(shì)能高的位置向勢(shì)能低的位置運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，同時(shí)說明物體勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)換。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
1.將雙錐體置于導(dǎo)軌的高端，雙錐體并不下滾；
2．將雙錐體置于導(dǎo)軌的低端，松手后雙錐體向高端滾去
實(shí)驗(yàn)原理：能量最低原理指出：物體或系統(tǒng)的能量總是自然趨向最低狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)中在低端的兩根導(dǎo)軌間距小，錐體停在此處重心被抬高了；相反，在高端兩根導(dǎo)軌較為分開，錐體在此處下陷，重心實(shí)際上降低了。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象仍然符合能量最低原理。
二、電磁炮
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:將小圓柱放入填彈口，按下開關(guān)，小圓柱就會(huì)以很高的速度射出，砸在墻壁上并發(fā)出“啪”的聲音以反映速度。
實(shí)驗(yàn)原理：電磁軌道炮由兩條連接著大電流源的固定平行導(dǎo)軌和一個(gè)沿導(dǎo)軌軸線方向可滑動(dòng)的電樞組成。發(fā)射時(shí)，電流由一條導(dǎo)軌流經(jīng)電樞，再由另一條導(dǎo)軌流回，而構(gòu)成閉合回路。強(qiáng)大的電流流經(jīng)兩平行導(dǎo)軌時(shí)，在兩導(dǎo)軌間產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)與流經(jīng)電樞的電流相
互作用，產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁力，該力推動(dòng)電樞和置于電樞前面的彈丸沿導(dǎo)軌加速運(yùn)動(dòng)，從而獲得高速度。 根據(jù)畢奧--薩伐爾定律和安培定律可推得，電樞受到的電磁場(chǎng)的作用力與電流強(qiáng)度的平方成正比，即 F=KL2由此可見，要想獲得彈丸的高速度，必須供給軌道強(qiáng)大的電流。通常該電流的數(shù)值在兆安級(jí)。而電流的脈沖寬度在毫秒數(shù)量級(jí)。
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