巧制“錐體上滾”

盧學(xué)軍

“錐體上滾”展示了一個(gè)雙錐體從斜面底端自動(dòng)滾動(dòng)到斜面頂端的“反?！爆F(xiàn)象，能與之相見(jiàn)的人都會(huì)因此而產(chǎn)生疑問(wèn)，引發(fā)學(xué)習(xí)探究的動(dòng)力。但是由于“錐體上滾”制作的不便，造成很多人無(wú)緣與它相見(jiàn)，而本文所介紹的方法，能使“錐體上滾”的制作變得非常容易。

材料：頂部呈錐體形狀的空飲料瓶2個(gè)（500ML雪碧、芬達(dá)汽水瓶即可）直徑3毫米~4毫米左右的鐵絲0.7米左右。

制作方法：

1．截取錐體：用剪刀將兩個(gè)飲料瓶從錐體與柱體的接合部位剪開(kāi)（如圖1所示），得到兩個(gè)錐體，并沿其中一個(gè)錐體底部邊線剪一些小豁口，如圖2所示。

2．兩錐體對(duì)接：將兩個(gè)錐體底部邊線的形狀修整好。兩手向內(nèi)微壓帶豁口的錐體底部邊線，使帶豁口錐體底部的直徑略小于另一錐體，然后仔細(xì)的把帶豁口的錐體壓入另一錐體，讓兩個(gè)錐體套接在一起，組成一個(gè)雙錐體，如圖3所示。

3．軌道制作：將鐵絲按圖4的要求折成一個(gè)低端窄、頂端寬的斜面軌道。把雙錐體放在斜面的底端，錐體就會(huì)在自身重力作用下自動(dòng)滾向斜面頂端。否則可用改變斜面軌道兩端支撐鐵絲的傾角來(lái)降低軌道的坡度，直至錐體能自動(dòng)沿軌道向上滾動(dòng)為止。

原理解釋：物體在自身的重力作用下，總是向重心降低的位置移動(dòng)，即從高處向低處運(yùn)動(dòng)。由于雙錐體和斜面軌道的巧妙組合（斜面軌道低端窄頂端寬，而雙錐體中間粗兩端細(xì)），使錐體沿斜面上滾的過(guò)程中，其重心仍是不斷下降的，即表面看雙錐體在沿斜面向上滾，實(shí)際上它仍然是從高處向低處滾動(dòng)的（圖5）。