錐體上滾的實驗報告範文

篇一：錐體上滾實驗

今天老師給我們開了演示實驗，讓我們大開眼界，受益匪淺。在這節課里老師給我們演示了好多實驗。最讓我感興趣的是錐體上滾。當我看到這個實驗時，眼看着一個椎體從低處滾到高處並且不會在滾回來，感覺好神奇。這個設備是兩根鋼管由低到高的固定在一個板子上，低的那邊間距小，高的那端間距大，一個錐體架在兩杆中間，將椎體移到鋼管低的那一端之後，錐體就自動的滾到高處去了。

這個實驗一開始讓我看的目瞪口呆，還以為有什麼奇怪的東西呢 。但是經過仔細分析發現這其實只是一個錯覺。這個軌道一頭高一頭低，椎就會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。首先這是一個椎而不是一個圓柱體，其次這不是一個斜面而是兩條軌道，而且軌道是成八字形狀擺開的，並且高處張得開。這樣的設計會使椎處於高處時重心降低，而在低處時由於軌道變窄使的重心升高且高於在高處時的，這樣看來這個實驗就變成重心有高處向低處走的正常現象了，也就沒有違背能量定理了。

通過椎體上滾這個實驗説明了在重力場中的任何物體都具有從勢能高的地方向勢能低的地方運動的趨勢。從這個實驗中我想到了如果能把這個原理運用到實際生活中我們就能節約很多

能源。建築工地可以用來運東西，醫院裏可以用來運傷員，遊樂園可以給人們帶來快樂。 通過實驗我們可以想到有些東西表面上的東西可以把我們矇蔽到 ，但是我們如果認真的去對待就很容易把他們識破，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象，加深瞭解在重力場中物體總是以降低重心，趨於穩定的規律運動。

2 説明物體具有從勢能高的位置向勢能低的位置運動的趨勢，同時説明物體勢能和動能之間的轉換。

二、原理

本實驗的核心在於剛體在重力場中的平衡問題，而自由運動的物體在重力的作用下總是平衡在重力勢能極小的位置。如果物體不是處於重力場中勢能極小值狀態，重力的作用總是使它往勢能減小的方向運動。本實驗演示錐體在斜雙槓上自由滾動的現象，巧妙地利用錐體的形狀，將支撐點在錐體軸線方向上的移動(橫向)對錐體質心的影響同斜雙槓的傾斜(縱向)對錐體質心的影響結合起來，當橫向作用佔主導時，甚至表現為出人意料的反常運動，即錐體會自動滾向斜雙槓較高的一端，具體分析如下：

首先看平衡(錐體質心保持水平)時錐體的位置，如圖1。AA1端較高，但AA1處兩橫杆向外測傾斜，較高的支撐有使錐體質心向上移的趨勢，而支撐點較寬又使錐體因其中間粗兩端細而使質心有向下移動的趨勢，兩種趨勢互相抵消可使錐體在圖4所示任何位置都處於平衡狀態。如果此時使AA1稍變寬或使BB1稍變窄，會使錐體在AA1端比在BB1端時質心位置更低，它將總往AA1(高端)滾動，從B端向A端看，如圖2所示。

AA1端處於高寬端，BB1端處於低窄端，若支撐點遇錐面相切位置如圖2所示，則當錐體滾動時，質心在水平面內運動，錐體處於平衡狀態。設BB1端固定，AA1端寬度一定，只調節其高

度，則AA1端下降，將會出現由平衡狀態上滾的現象。AA1端至多下降到BB1端所在水平面上，不過此時滾動雖明顯，但“往上”不明顯。故本實驗裝置高低寬窄佈局要適度，使AA1端比平衡位置略低，錐體能自動滾動即可

三 注意事項

1 錐體放在最低端

2 錐體應該放平

3 手放開時要輕輕的放，不要讓錐體掉在地上

篇二：錐體上滾實驗

摘要: 從錐體上滾實驗的幾何條件出發, 分析該實驗中雙圓錐沿傾斜導軌向上滾動的根本原因, 並討論了幾何參數對實驗的影響。

關鍵詞: 演示實驗; 錐體上滾; 力矩; 轉動動能

一、原理：

本實驗的核心在於剛體在重力場中的平衡問題，而自由運動的物體在重力的作用下總是平衡在重力勢能極小的位置。如果物體不是處於重力場中勢能極小值狀態，重力的作用總是使它往勢能減小的方向運動。本實驗演示錐體在斜雙槓上自由滾動的現象，巧妙地利用錐體的形狀，將支撐點在錐體軸線方向上的移動(橫向)對錐體質心的影響同斜雙槓的傾斜(縱向)對錐體質心的影響結合起來，當橫向作用佔主導時，甚至表現為出人意料的反常運動，即錐體會自動滾向斜雙槓較高的一端，具體分析如下：

首先看平衡(錐體質心保持水平)時錐體的位置，如圖1。AA1端較高，但AA1處兩橫杆向外測傾斜，較高的支撐有使錐體質心向上移的趨勢，而支撐點較寬又使錐體因其中間粗兩端細而使質心有向下移動的趨勢，兩種趨勢互相抵消可使錐體在圖4所示任何位置都處於平衡狀態。如果此時使AA1稍變寬或使BB1稍變窄，會使錐體在AA1端比在BB1端時質心位置更低，它將總往AA1(高端)滾動，從B端向A端看，如圖2所示。

AA1端處於高寬端，BB1端處於低窄端，若支撐點遇錐面相切位置如圖2所示，則當錐體滾動時，質心在水平面內運動，錐體處於平衡狀態。設BB1端固定，AA1端寬度一定，只調節其高度，則AA1端下降，將會出現由平衡狀態上滾的現象。AA1端至多下降到BB1端所在水平面上，不過此時滾動雖明顯，但“往上”不明顯。故本實驗裝置高低寬窄佈局要適度，使AA1端比平衡位置略低，錐體能自動滾動即可。

二、裝置：

雙錐體，V字形斜面軌道

三、心得體會：

通過以上分析得出, 在錐體上滾實驗中造成雙圓錐體能夠沿傾斜軌向上滾動的真正原因是在實驗系統滿足一定的幾何條件下, 雙圓錐體的質心座標在滾動方向上總是超前於雙圓錐面與導軌的切點座標, 導致雙圓錐體的重力產生力矩並且該力矩起到了動力矩的作用, 從而使得雙圓錐體在導軌上發生滾動.。從能量轉換的角度解釋這一過程, 是由於重力矩做正功導致雙圓錐體的重力勢能轉換為雙圓錐體的轉動動能。

四、參考文獻：

【1】黃國雄. 神奇的雙錐體[ J] . 物理教學探討

【2】路峻嶺. 物理演示實驗教程[M ]. 北京: 清華大學出版社

【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[M ]. 2 版. 北京: 高等教育出版社

篇三：物理實驗報告,錐體上滾,電磁炮

一、錐體上滾

實驗目的

1．通過觀察與思考雙錐體沿斜面軌道上滾的現象，使學生加深瞭解在重力場中物體總是以降低重心，趨於穩定的運動規律。

2．説明物體具有從勢能高的位置向勢能低的位置運動的趨勢，同時説明物體勢能和動能的相互轉換。

實驗現象：

1.將雙錐體置於導軌的高端，雙錐體並不下滾；

2．將雙錐體置於導軌的低端，鬆手後雙錐體向高端滾去

實驗原理：能量最低原理指出：物體或系統的能量總是自然趨向最低狀態。本實驗中在低端的兩根導軌間距小，錐體停在此處重心被抬高了；相反，在高端兩根導軌較為分開，錐體在此處下陷，重心實際上降低了。實驗現象仍然符合能量最低原理。

二、電磁炮

實驗現象:將小圓柱放入填彈口，按下開關，小圓柱就會以很高的速度射出，砸在牆壁上併發出“啪”的聲音以反映速度。

實驗原理：電磁軌道炮由兩條連接着大電流源的固定平行導軌和一個沿導軌軸線方向可滑動的電樞組成。發射時，電流由一條導軌流經電樞，再由另一條導軌流回，而構成閉合迴路。強大的電流流經兩平行導軌時，在兩導軌間產生強大的磁場，這個磁場與流經電樞的電流相

互作用，產生強大的電磁力，該力推動電樞和置於電樞前面的彈丸沿導軌加速運動，從而獲得高速度。 根據畢奧--薩伐爾定律和安培定律可推得，電樞受到的電磁場的作用力與電流強度的平方成正比，即 F=KL2由此可見，要想獲得彈丸的高速度，必須供給軌道強大的電流。通常該電流的數值在兆安級。而電流的脈衝寬度在毫秒數量級。