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文檔簡介

儀器介紹】如圖9-1所示，由V形導軌、導軌支架和雙錐體構(gòu)成。V形導軌開口端高、閉口端低，構(gòu)成一傾斜軌道，軌道的坡度和兩導軌間的夾角可通過導軌支架微調(diào)。但是經(jīng)過仔細的分析發(fā)現(xiàn)這其實只是一種錯覺：這個軌道一頭高一頭低，雙椎體從低的一頭自動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。首先這是一個雙椎體而不是一個圓柱體，其次這不是一個斜面而是兩條軌道，而且軌道是成八字狀擺放的，并且高處張得開。這樣的設計會使椎體處于高處時重心降低，而在低處時由于軌道變窄使得重心升高且高于在高處時的，由此一來這個實驗就變成重心由高處向低處走的正?，F(xiàn)象了，也就不違反物理定律了。任何物體在重力場中總會受到重力的作用而有降低其重心位置的趨勢，即如在斜坡上物體有下滑或下滾現(xiàn)象。本展品同樣遵循這一自然規(guī)律。因此，從表面上看來是物體由低向高運動，實際上這只是由于錐體的形狀，導軌不平行以及導軌兩端高低不等給人眼造成的錯覺。此展品是由一個雙錐體和兩根互成角度同時又與水平面成一定角度的導軌組成的。設錐體頂角為，兩導軌所成角為，導軌平面與水平面間的夾角為，則只要滿足：Sintg/2tg/2，就會實現(xiàn)這種錐體從軌道的低端向高端的滾動。 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)。實驗中的錐體怎么從低處向高處滾動呢？本實驗導軌的低端兩根導軌的間距小，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(xiàn)象仍然符合能量最低原理，導軌的低端兩個支柱的間隔小，錐體停在此處，重心被抬高了（重力勢能最大）。相反在高端，間隔較大，錐體在此處下陷，重心降低了（重力勢能最?。?

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