放在斜面上的圓柱狀,重力對(duì)支撐點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)力矩,如圖所示。想一想,若圓柱狀的重量和半徑不同對(duì)重力的力矩會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響?該力矩的大小對(duì)物體的滾動(dòng)快慢又會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響?
知識(shí)平臺(tái):
以下知識(shí)與這一探究活動(dòng)有關(guān),需要認(rèn)真理解和運(yùn)用。
力矩是描述力使物體繞支點(diǎn)(或轉(zhuǎn)軸)轉(zhuǎn)動(dòng)效果的物理量,其大小等于作用力的大小與支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離(力臂)的乘積,公式為M=FL (M為力矩,F(xiàn)為作用力,L為力臂)。簡(jiǎn)單來說,力矩反映了力“扭轉(zhuǎn)”物體的能力,力矩越大,力讓物體轉(zhuǎn)動(dòng)的效果越顯著。
結(jié)合斜面上的圓柱分析: 重量對(duì)力矩的影響:圓柱的“重量”即重力 ,若重力增大(重量變大),在力臂不變時(shí),根據(jù) M=GL,重力對(duì)支撐點(diǎn)的力矩會(huì)增大;反之,重量減小,力矩減小。
實(shí)驗(yàn)一:三只相同空礦泉水瓶分別裝滿水、裝半瓶水、不裝水,從同一斜面同一高度同時(shí)釋放,哪個(gè)瓶子滾動(dòng)得最快?哪個(gè)瓶子最慢?