1陀螺实验的启示海门中学蔡伟

1、陀螺实验的启示江苏省海门中学 蔡伟 226100摘要：本篇主要介绍各种陀螺的制作方法，研究陀螺的实验，联系所学的知识理解日常工作中的物理现象。通过做中学，学中做主题活动的形式，让学生采用比比看，谁做得好，转得快，实验妙，启迪深。体验到科学的乐趣，领悟到哥本哈根的传统【活动目标】1.通过与同学学、做、玩陀螺实验的活动过程中，体验到科学的乐趣，领悟到哥本哈根的传统。（过程与方法目标）2知道不同造型的陀螺及特点；学会从作品的功能、结构、工艺三个方面进行作品设计和制作；研究陀螺的实验，理解日常工作中的物理现象。（知识与能力目标）3.通过学习，提高学生审美情趣，与他人合作完成作品设计、制作，培养合作意识

2、和团队精神。（情感态度价值观目标）【方案设计】1、活动背景: 生活中有许多有趣好玩的游戏，但富有科学道理，只是我们只停留在表面，好高骛远，养成了一种虚伪的科学态度，选择陀螺实验的目的，就在于学习大科学家对生活充满信心和兴趣，细心研究的哥本哈根的传统。2、参加对象：高一同学广泛参与3、时间安排： 年3月至6月4、活动准备（1）器材：制作各种陀螺材料及工具等（2）学生准备： 学习有关陀螺的知识和方法。【活动内容】颠倒陀螺的故事 颠倒陀螺是一特殊的陀螺，它在转动过程中能够自己颠倒过来并继续转动（但它在上面转动的平面应当适当，太粗糙和太光滑都不行）。这种玩具据说在50年代流行于丹麦。50年代，那已经是

3、玻尔和泡利的晚年（泡利逝世于1958年）那时他们已经是国际闻名的大物理学家，而他们仍在玩这种小孩玩意儿。这说明他们尤为童心，不摆架子，不装腔作势，对生活充满信心和兴趣。这是他们的伟大之处，也是哥本哈根的重要传统，因此这种故事才会脍灸人口，流传久远。陀螺的制作、实验和启示 陀螺是种很有趣的玩具，它起源于我国，除了颠倒陀螺外，还有木陀螺、嗡嗡陀螺等很多种类。旋转陀螺的方法也很多，可用绳子打或用指头转等。本篇主要介绍各种陀螺的制作方法，研究陀螺的实验，联系所学的知识理解日常工作中的物理现象。同学们，比比看，谁做得好，转得快，实验妙，启迪深。【纸陀螺】 1、制作方法： 2、实验和启示 稳度实验： 离心

4、实验： 珠子蛇螺： 拿一块光滑的白色硬纸板剪成圆形，中间插一根削尖的火柴梗，做成一个纸陀螺。现在，你可以利用这个陀螺，做一个很有意义的实验。在它旋转之前，在那圆纸片上先滴上几小滴墨水。接着，不等墨水干燥，立刻把陀螺拧转。等它停下来以后，再看看那些墨水滴；每一滴墨水已经划成一条螺旋线，而这些墨水滴划出的螺旋线合起来看，就象旋风的模样。象旋风的模样倒并不是偶然的。你知道这圆纸片的螺旋线表示了些什么？这其实是墨水滴移动的轨迹。每一滴墨水在旋转的时候受到的作用，跟坐在“魔盘”上的人受到的完全一样。这些墨水滴在离心作用下离开了中心向边上移动，在边上纸片的转速比墨水滴本身的要大了许多。在这些地方，这圆纸片

5、仿佛从墨水滴底下悄悄地溜了过去，跑到了它们的前面。结果每一滴墨水仿佛都落到圆纸片的后面，退到它的半径后面似的。它的路线正因为这个缘故才显出弯曲的形状使我们的纸片上看到了曲线运动的轨迹。 从高气压地方向外流动的空气（就是所谓“反气旋”）或流向低气压的空气流（就是所谓“气旋”）所受到的作用也完全相同。因此，墨水滴画成的螺旋纹实在可以说是真正旋风的缩影。【嗡嗡陀螺】 制作方法及实验：把绳子穿过有个孔的钮扣，再用手拿起两端转几圈，然后快速向两侧一拉，陀螺就会发出嗡嗡声并开始旋转，把想要转的东西打个洞，或者用刀子刻痕，发出的声音都会各不相同。 把想要转的东西打个洞，或者用刀子刻痕，发出的声音都会各不相同

6、。思考：声音从何而来？发出的声音为何各不相同？【鞭陀螺、台湾陀螺、地球陀螺和颠倒陀螺】制作方法和游戏：地球陀螺的性质： 思考：陀螺为何会自行平衡？优美的旋转运动 舞台上，表演天鹅舞的芭蕾舞演员突然收身缩臂，美丽的造型，迅速的旋转，一下子把观众的情绪引向高潮，雷鸣般的掌声一浪高过一浪。 这就是旋转的魅力！岂止是芭蕾舞，还是李宁的男子体操，高敏的跳台跳水，无不在旋转运动上得了高分。舞蹈跳水，跳板跳水，竞技体操，技巧运动，花样溜冰等等，运动员和艺术家所作的都是人体美和运动美的创造，这些创造都是人体运动和力学规律的巧妙结合。他（她）们在作旋转运动时都是巧妙的应用角动量守恒定律的专家。根据力学原理，一个

7、转动系统在不受外力矩或所受矢量和为零时，其角动量将保持不变，即J=恒量。式中是物体绕轴转动的角速度，J是物体对转轴的转动惯量，它可以通过下式计算。 J=miri，mi是物体各部分的质量，ri 是质量mi到转轴的距离。根据上述定律。在满足守恒条件的情况下，要使旋转加快，就应当减少转动惯量，反之则应当增大转动惯量。创造美的运动员或艺术家们，在要加快旋转时，总是在使自己达到力所能及的最大角动量时，再采取下述步骤来利用角动量守恒定律：第一步，尽量用足尖地，减少旋转阻力，使以后的运动，满足角动量守恒条件。至于离开地面、跳台、跳板以后的运动员，在空中运动时空气对旋转的阻力并不太大，也可以认为已经满足条件。第二，尽量收紧身体，收拢手臂和腿足，也就是使身体的可动部分离转轴的距离尽量缩小，以减小身体对旋转轴的转动惯量，从而使旋转角速度增大。一个绕身体的通过头、足的纵向轴旋转的演员或运动员，可以通过上述运动使自己的转速增大一半；而在空中绕自身横向轴旋转的运动员，则可以将转速比原来提高23倍。 反之，当跳水运动员着水前，体操运动员着地（或鞍、杠）前，舞蹈运动员转入下一个动作前，往往要使原来的高速旋转缓慢下来。这时，他（她）