不倒翁力學(xué)原理_第1頁(yè)
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1、不倒翁的力學(xué)原理不倒翁是一種歷史悠久的玩具，特別受到各個(gè)年代兒童們的喜愛。最常見的不倒翁是紙身、泥底，也有用小葫蘆挖凈內(nèi)瓤，內(nèi)部灌鉛做成的“葫蘆”；今天還有用雞蛋殼、舊乒乓球做成的小不倒翁。所有的這些不倒翁都有相同的特點(diǎn)：上半身為空心殼體、下半身是一個(gè)實(shí)心的半球體，底部為圓形。這些特點(diǎn)使它們具有了一致的基本力學(xué)結(jié)構(gòu)，都能達(dá)到“不倒”的效果。 不倒翁在桌面上，受到兩個(gè)外力的作用：一個(gè)是重力W，即地球?qū)Σ坏刮痰奈Γ涣硪粋€(gè)是支持力，即桌面對(duì)球體的反作用力。不倒翁在兩個(gè)力作用下保持平衡的狀態(tài)。不倒翁在受到外力的作用時(shí)，就要失去平衡，而在外力去除后，不倒翁能自行回復(fù)到平衡狀態(tài)，這說(shuō)明不倒翁具有一種抵

2、抗外力干擾保持平衡的能力，這就是平衡的穩(wěn)定性。 不倒翁傾斜時(shí)受到兩個(gè)力矩的作用，我們稱外力的作用為干擾，外力形成干擾力矩；另一個(gè)叫扶正力矩（扶），由自身的重力形成。由于外力的作用，不倒翁傾斜，半球體向一側(cè)滾動(dòng)，接觸點(diǎn)隨之移動(dòng)，形成了新的接觸點(diǎn)，正是由于扶正力矩的形成和發(fā)展，抵抗和制止了外力的干擾作用。扶正力矩：扶力偶距 sin 同時(shí)隨著不倒翁傾斜的角度不斷增大，重心作用線的偏移量也不斷增大，抵抗力矩的量值也不斷增大，當(dāng)?shù)挚沽氐扔诟蓴_力矩時(shí)，不倒翁就進(jìn)入新的平衡狀態(tài)傾斜的平衡狀態(tài)，此時(shí)外力的干擾作用也就宣告停止。由此可知，不倒翁受到外力干擾后，原有的平衡破壞了，但新的平衡隨之形成，不倒翁可以接續(xù)地保持平衡，雖然平衡的方式不同，但平衡的本質(zhì)不變，這種便是動(dòng)態(tài)平衡。不倒翁原理的應(yīng)用 常見的不倒翁玩具 不倒翁式水杯 不倒翁式沙袋西安小雁塔，歷經(jīng)幾十次地震而不倒西安小雁塔，歷經(jīng)幾十次地震而不倒 汽車操控性能因不倒翁原理而提汽車操控性能因不倒翁原理而提高高感悟 感謝老師為我們提供了鍛煉自我的機(jī)會(huì)，一個(gè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的力學(xué)原理在實(shí)際生活中便有這么多應(yīng)用，為我們的生活提供了諸多便利與樂(lè)趣，這激勵(lì)我要學(xué)好物理學(xué)的基

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