双锥体自动上坡实验的制作和改进

双锥体自动上坡实验的制作和改进

贾艳蕊

(北京密云县第五中学北京101500)

收稿日期：(2014-08-19)

早在四五十年前，就有一个如图1所示的“滚轮自动上坡”的实验，该实验能让滚轮自动滚上坡！这个实验让许多学生困惑，想不通，滚轮为什么会自动上坡？这不违背物理规律吗？

图1　滚轮自动上坡实验

该实验中的“滚轮”，是一个对称的双锥体；而“斜槽”，是上宽下窄的斜槽.对称双锥体自动滚上斜槽的过程中，它的重心仍然一直在下降.所以，该实验并没有违背物理规律.

这是一个很能吸引人的实验.网上有如图2所示的成品出售，价近800元,而且，在演示方面也没有充分发挥其作用.我们花很少的钱，自制了双锥体实验仪器，还对其演示作改进，收到较好的教学效果，现介绍如下.

图2　装置实物

1对称双锥体的制作

将两个从农贸购买的漏斗用胶粘在一起，尺寸如图3所示.漏斗最大圆直径5.6 cm，最小圆直径2.2 cm.

图3　自制的对称双锥体

2“斜槽”的制作

我们制作的“斜槽”如图4所示.

图4　斜槽

其中，2根金属管长83.2 cm,直径2.5 cm.高、低两支架是厚度均为1 cm的木板，按图5所示的尺寸裁制，①、②号木板各1块，③、④号木板各4块.

图5　支架木板尺寸

由③、④号木板各2块，用胶粘成如图6所示的底座，其中，槽宽1 cm，用以安插①、②号木板.

图6　底座

①、②号木板的上端挖有直径2 cm的半圆形凹槽，用来搁置金属管.

我们制作的教具，不仅能用图4演示“滚轮自动上坡”的实验,还能组成图7所示的等宽斜槽，这时，对称双锥体只能由斜槽的上方滚到下方，不能自动滚上坡！这样对比实验，教学效果更好！

图7　等宽斜槽