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1、大学物理演示实验论文大学物理演示实验论文姓名：李方舟姓名：李方舟学号：学号：11740116专业：资源科学与工程专业：资源科学与工程班级：班级：1101大学物理演示实验论文大学物理演示实验论文研究课题：椎体上滚原理及其应研究课题：椎体上滚原理及其应用用摘要摘要：椎体在最低点时由于它的距离比较小，所以使椎体的椎体在最低点时由于它的距离比较小，所以使椎体的重心比在最高点时要高，利用重心的高低使椎体从低处运重心比在最高点时要高，利用重心的高低使椎体从低处运动到高处，演示时给人感觉到好像是椎体在没有外力的情动到高处，演示时给人感觉到好像是椎体在没有外力的情况下向上爬坡，直到轨道的最高点。况下向上爬坡，
2、直到轨道的最高点。为什么椎体会上滚为什么椎体会上滚双锥体放在导轨的低端。双手轻放双锥体后，双锥体缓慢的由低向高沿着导轨运动，最后停在导轨的最顶端。双锥体沿着轨道由低向高爬坡，貌似违反了我们所学到的物理知 识。对椎体上滚的分析对椎体上滚的分析众所周知，在受重力作用下，物体的重力势能会转化为动能，重心下降，相信双锥体 上滚运动也不例外。虽然双锥体看似由低向高滚动，但是重心却上移了。那么我可以以重心 为突破点对椎体上移进行进一步探究。时重心却仍下落的论证时重心却仍下落的论证 虽然然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的。 造成错觉的原因是以为两条支撑杆虽然是向上抬起的，但
3、是杆间距离在不断增大，也就是说 杆支撑锥体的位置在向外移动。 （重心：正常情况下的重心都是指物体的几何中心。锥体的重心在锥体的内部集合重心上，不在物体外面。重心的具体位置在锥体的中心轴的中间） 爬到坡上的圆锥只是更深陷入支架了，通过实际测量，我们具体可以用几何知识进行推导如 下：例如，在理想无摩擦并且不考虑椎体转动的情况，设椎体顶角 ，导轨夹角 ，导轨平 面的倾角 (tan =导轨宽窄端高度差/导轨宽窄端距离）于是既有：sin（/2） cot（/2）* sin 圆锥会一直爬到其两端的金属轴落到导轨上（即你的图上的圆锥重心无法再继续下降） ，实际情况圆锥会转动，再加上运动惯性，圆锥金属轴落到导轨
4、上了以后还会继续运动一段。另外考虑动、静摩擦力的关系，在刚好满足表达式的情况下可能需要外界微扰圆锥才能开始运动（就是需要你轻轻动一下或晃一下，这与具体材料的动、静摩擦系数等参数有 关）结论：我们从表面上看到这个物体由低向高运动，这是因为锥体的形状、轨道不平行以及轨 道两端高低不等的原因，使人在视觉上造成的一种错觉。实际上锥体的重心自始至终还是由 高向低运动的。因此，双锥体能向上运动，既与轨道的夹角、轨道的坡度有关，同时还与双 锥体自身的形状有关。 日常生活中推广日常生活中推广：人们常说“耳听为虚,眼见为实“，殊不知眼见的东西有可能也是假相,而被假相所掩盖的真相却未必被人们所认识。“会爬坡的双锥体“就是这一现象的典型范例。
