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(wěn)定性就越好。重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)。對(duì)于規(guī)則均勻的物體（比如空鐵盒），重心在幾何中心；但如果物體內(nèi)部重量分布不均（比如裝了偏心的鐵塊），重心就會(huì)向重的一側(cè)偏移。物體在重力作用下會(huì)從高處向低處運(yùn)動(dòng)，水往低處流就是常見的現(xiàn)象，生活中的玩具不倒翁，人經(jīng)過冰面時(shí)彎腰屈膝防止滑倒，這些現(xiàn)象均與重心位置有關(guān)。你相信一個(gè)鐵盒能自己逆著斜坡自動(dòng)向上滾動(dòng)還能靜止在斜坡上嗎？其中的科學(xué)原理是什么呢？接下來請(qǐng)跟著本文一起動(dòng)手實(shí)驗(yàn)揭開其中的奧秘。

科學(xué)原理：

木板傾斜放置后，形成了一個(gè)斜面，斜面是省力機(jī)械。當(dāng)把鐵盒標(biāo)有數(shù)字2的位置放在斜面上時(shí)，鐵盒、強(qiáng)磁體和鐵塊組成的整體重心位置偏右上，在重力作用下，強(qiáng)磁體和鐵塊會(huì)向鐵盒靠近木板低端的一側(cè)移動(dòng)，鐵盒則開始“向上滾動(dòng)”，隨著鐵盒“向上滾動(dòng)”，強(qiáng)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(dòng)，但實(shí)際上鐵盒、強(qiáng)磁體和鐵塊組成的整體重心是在不斷下降的。最終，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，推動(dòng)鐵盒看似向上，實(shí)則向重心更低處滾動(dòng)。

當(dāng)把鐵盒標(biāo)有數(shù)字1的位置放在斜面上時(shí)，鐵盒、強(qiáng)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(dòng)”。當(dāng)把鐵盒標(biāo)有數(shù)字3的位置放在斜面上時(shí)，鐵盒、強(qiáng)磁體和鐵塊組成的整體受到重力和斜面對(duì)鐵盒的支持力還有斜面對(duì)鐵盒的靜摩擦力三個(gè)力的作用，這三個(gè)力的合力為零，鐵盒保持靜止。

材料準(zhǔn)備：

圓形空鐵盒、長(zhǎng)木板、強(qiáng)磁體、鐵塊、白板筆、熱熔膠

實(shí)驗(yàn)操作：

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

2.打開鐵盒，用熱熔膠將強(qiáng)磁體吸在標(biāo)記數(shù)字3的位置處，再將鐵塊吸在強(qiáng)磁體上，蓋上鐵盒蓋。

3.將長(zhǎng)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(biāo)有數(shù)字3的位置放在斜面上放手（發(fā)出口令“靜止不動(dòng)”），此時(shí)鐵盒靜止在斜面上。

5.將鐵盒標(biāo)有數(shù)字2的位置放在斜面上放手（發(fā)出口令“向上滾動(dòng)”），可看到鐵盒自動(dòng)向上滾動(dòng)的現(xiàn)象。

6.將鐵盒標(biāo)有數(shù)字1的位置放在斜面上放手（發(fā)出口令“向下滾動(dòng)”），可看到鐵盒自動(dòng)向下滾動(dòng)的現(xiàn)象。