（原创）家庭实验室：小实验——这个平衡好玩吗

小实验——这个平衡好玩吗

知识点链接：弹力、重力、摩擦力、受力平衡

日期：2018.03.07  星期三

实验人：王圣林

实验材料：一把锤子、一把一字螺丝刀、一段棉线绳（或布绳）（图1）

图1

实验方法与步骤：

1.将绳子如下图连接好（图2）。

图2

2.锤子把如下图卡在螺丝刀的凸起位置，成三角形（图3）。

图3

3.将螺丝刀的“一”字面放到桌子边缘（可以放一张餐巾纸增大摩擦力）（图4）。

图4

4.将重物悬挂到锤子头位置，整个装置平衡，有微小振动依然平衡（图5）。

图5

注意问题：绳子的长度对实验效果与影响，调整绳子长度合适，其中螺丝刀可以用长木条替换（木条要结实点），桌边是直角的（不要带弧度最好）。

科学道理：锤子、绳子、螺丝刀构成的系统，其内部在重力、绳子拉力、螺丝刀与锤柄间的弹力，还有其之间的摩擦力的共同作用下，构成一个刚性系统。对整个系统外部来说，系统重力、支撑点弹力和摩擦力，三者共点平衡。（桌子边缘要粗糙，最好没有弧形）从平衡角度考虑，重心在支撑点的正下方，且处在稳态平衡极低点，即轻微扰动时重心上升后下降保持平衡。所以轻微摇晃体系依然保持平衡。

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潘书朋：中学物理教师，扎根乡村教育23年，任教毕业班16届，山东省“互联网+教师专业发展”工程教育科研方法专题工作坊主持人，《校长principal》执行总编，北京睿师育人教育科技研究院特聘研究员，全国本真教育研究会核心成员、先进个人，《当代教育家》个性教师，烟台市初中物理学科德育专家，多次获市优质课、示范课，地级优质课，曾获市教学能手，市教学工作先进个人，市先进教研组长，山东省远程研修优秀学员、优秀研修组长等荣誉称号。在《光明日报》、《教育家》、《当代教育家》、《中国教师报》、《中国教师》、《中学物理》、《中学生报》、《山东省教师教育网》、《新课程评论》、《教学管理与教育研究》等国家、省级刊物、教育网站上发表教育教学论文50余篇，《让物理教学回归实验室》等多篇论文被中国人民大学复印报刊资料收录，多次为市教学工作会议提供经验交流，多次在各地进行教育教学的公益讲座。多年来一直致力于“让物理教学回归实验室”的课题研究，所申报的教育部教师科研基金“十二五”规划重点课题子课题荣获教育科研成果一等奖。入选《星教师》“中学物理化学生物年度创新教学设计TOP15”，荣获中国STEM教育协作联盟评选的“首届中国最美科学教师专家提名奖”。

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