雙錐體自動上坡實驗的制作和改進(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，就有一個如圖1所示的“滾輪自動上坡”的實驗，該實驗?zāi)茏対L輪自動滾上坡！這個實驗讓許多學(xué)生困惑，想不通，滾輪為什么會自動上坡？這不違背物理規(guī)律嗎？

圖1　滾輪自動上坡實驗

該實驗中的“滾輪”，是一個對稱的雙錐體；而“斜槽”，是上寬下窄的斜槽.對稱雙錐體自動滾上斜槽的過程中，它的重心仍然一直在下降.所以，該實驗并沒有違背物理規(guī)律.

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

圖2　裝置實物

1對稱雙錐體的制作

將兩個從農(nóng)貿(mào)購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號木板各1塊，③、④號木板各4塊.

圖5　支架木板尺寸

由③、④號木板各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號木板.

圖6　底座

①、②號木板的上端挖有直徑2 cm的半圓形凹槽，用來擱置金屬管.

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

圖7　等寬斜槽