有趣的物理小實驗 關於重心的物理小實驗方法

重心是物理學中的一個重要概念，為了幫助同學們理解重心的知識，本文例舉了一些趣味性的重心實驗，這些實驗中用到的器材都可以在日常生活中找到。希望這些實驗能夠激發同學們學習物理的興趣。

實驗一：撲克牌上的鉛筆

實驗器材：（六稜形）鉛筆1支撲克牌1張

實驗目的：使鉛筆停在撲克牌的邊緣上

實驗步驟：

1．用一隻手拿住撲克牌短邊的邊緣，使撲克牌處於直立狀態，並使撲克牌長邊邊緣儘量保持水平。

2．手指用力壓撲克牌的兩側，使撲克牌長邊邊緣在水平面內發生彎曲。

3．把鉛筆橫放在撲克牌的長邊邊緣上。

4．慢慢放鬆手指的用力，使撲克牌長邊邊緣由彎曲變成直線，這時鉛筆就會停留在撲克牌的長邊邊緣上。（如圖1所示）

現象解釋：撲克牌的長邊邊緣由彎曲變成直線的過程中，鉛筆與撲克牌的接觸面越來越大。當撲克牌的長邊緣變成直線時，鉛筆的重心與撲克牌的上邊緣在同一豎直平面內，這樣撲克牌的上邊緣就可以支撐住鉛筆，使鉛筆停留在撲克牌的邊緣上。

實驗二：紙棍的重心

實驗器材：紙杯多個鉛筆4支厚紙片1張透明膠

實驗目的：找紙杯構成的紙棍的重心。

實驗步驟：

1．把紙杯套裝在一起構成一根紙棍。

2．把紙棍中間部分的七八個紙杯的杯口凸起部分展開。

3．在紙棍上紙杯口凸起展開處用透明膠貼上一張厚紙片。

4．在桌面上平行放置兩支鉛筆作為軌道，再在軌道鉛筆上垂直軌道方向放上另外兩隻鉛筆。

5．把紙棍放到軌道上方的兩支鉛筆上，使兩支鉛筆托住紙棍貼上厚紙片的部分，並使紙棍被兩支鉛筆托起，且使紙棍處於靜止狀態。

6．用手使托起紙棍的兩支鉛筆慢慢向紙棍中間滑動。

7．當兩支鉛筆靠到一起時，使紙棍仍被兩支鉛筆託著並處於靜止狀態。則紙棍的重心就在紙棍與兩支鉛筆接觸點的連線上方附近。

8．用兩隻手分別拿住軌道上方鉛筆的一端，把紙棍慢慢的抬起，紙棍就會平穩的停在鉛筆上，此時紙棍的重心就在紙棍與兩支鉛筆接觸點的連線上方附近。（如圖2所示）

現象解釋：當兩支鉛筆靠在一起時，紙棍的重心在兩支鉛筆的支撐點之間。由於紙棍的重心在支撐點上面，所以紙棍晃動時，紙棍很容易從鉛筆上掉下來。

友情提示：

1．紙杯組成的紙棍表面越平整，鉛筆滑動時越容易，紙棍的重心越容易確定。

2．如果沒有紙棍，可用紙捲成圓錐形紙筒組成紙棍。

3．桌面上放上兩支鉛筆做軌道可以使托住紙棍的鉛筆容易移動。

4．也可以只用兩支鉛筆托起紙棍，但紙棍表面不平整時，托起紙棍的鉛筆不易移動。

5．用該實驗的方法可以確定一些不規則形狀棍子的重心。

實驗三：直立在瓶口邊緣上的硬幣

實驗器材：餐叉2把一元硬幣1枚玻璃瓶1個

實驗目的：使硬幣直立在玻璃瓶口邊緣上

實驗步驟：

1．把硬幣塞到一把叉子叉齒中間的縫裡。

2．用另一把叉子把硬幣固定在兩把叉子的齒縫裡。

3．將硬幣直立著放到瓶口的邊緣上，調整硬幣在瓶口邊緣的位置，硬幣便能穩定的立在瓶口邊緣上。（如圖3（a）、（b）所示）

4．輕輕晃動一下叉子，叉子和硬幣會一起輕微的晃動，但不會從瓶口上掉下來。

現象解釋：叉子和硬幣組成的組合體的重心與瓶口對硬幣的支撐點在同一條豎直線上，所以硬幣組合體能夠立在瓶口邊緣上。由於硬幣組合體的重心在支撐點的下方，所以當叉子輕微擺動時，硬幣組合體也不會從瓶口上掉下來。

實驗四：懸掛在木板邊緣的水壺

實驗器材：衛生筷2雙細繩2條水壺1把鋸條1段透明膠帶木板1塊

實驗目的：用衛生筷使水壺懸掛在木板邊緣

實驗步驟：

1．在一雙筷子的一端纏上細繩並把繩頭繫牢。

2．在水壺提手的中間纏繞幾圈細繩並把繩頭繫牢。

3．用透明膠帶把鋸條貼上在木板的一端，使鋸齒與木板的邊緣對齊。

4．把木板放到桌面上，使帶鋸條的一端伸出桌面一段距離。木板的另一端可壓上一些重物，以防木板掉下桌面。

5．把纏上細的繩筷子放在水壺把手纏有細繩的一段下面。

6．將另一雙筷子分成兩段，取其中的一段，一端頂住筷子上的細繩，另一端頂住壺蓋鈕的底部。

7．將水壺把手下面的筷子放到木板邊緣的鋸齒上，調整筷子的位置，水壺就可以穩定的懸掛在木板的邊緣。（如圖4(a)、(b)、(c)所示）

現象解釋：木板邊緣對衛生筷和水壺組合體的支撐點與水壺組合體的重心在同一豎直線上，所以木板能夠支撐住水壺組合體。由於水壺組合體的重心在支撐點的下方，所以當水壺輕微的晃動時，水壺組合體也不會從木板邊緣掉下來。

友情提示：可把筷子與水壺把手接觸的一段用鋸條打磨一下，以便增大筷子和接觸點間的摩擦。

實驗五：立在杯口邊緣上的胡蘿蔔

實驗器材：胡蘿蔔1個餐叉2把玻璃杯1個小刀1把

實驗目的：將一段胡蘿蔔放置在杯口的邊緣上

實驗步驟：

1．用小刀從胡蘿蔔上切下5釐米長的一段胡蘿蔔。

2．將兩把叉子對稱地插入胡蘿蔔段的兩側。

3．將胡蘿蔔的一端放到杯口的邊緣上，調整胡蘿蔔在瓶口邊緣的位置，胡蘿蔔就可以穩定的停在杯口的邊緣上。（如圖5所示）

4．輕微晃動一下叉子，胡蘿蔔組合體也會輕微的晃動，但不會從杯口邊緣掉下來。

現象解釋：胡蘿蔔和叉子組成的組合體的重心與杯子支撐胡蘿蔔的支撐點在同一條豎直線上，所以杯子能夠支撐起胡蘿蔔組合體。由於胡蘿蔔組合體的重心在支撐點的下方，所以當胡蘿蔔組合體輕微的晃動時，胡蘿蔔組合體也不會從杯口邊緣掉下來。

友情提示：可以把胡蘿蔔橫放在杯口邊緣上也可以直立在杯口邊緣上。

實驗六：立在杯口邊緣上的雞蛋

實驗器材：胡蘿蔔1個餐叉2把雞蛋1個玻璃杯1個小刀1把水配重物2塊透明膠帶

實驗目的：使雞蛋立在杯口的邊緣上

實驗步驟：

1．用小刀在胡蘿蔔上切下5釐米長的一段，並把一端挖成一個凹面，使之與雞蛋表面吻合。

2．用透明膠帶把配重物沿叉柄方向貼上在叉柄上。

3．把兩把叉子對稱地插在胡蘿蔔段的兩側。

4．把雞蛋橫放，再把插好叉子的胡蘿蔔放在雞蛋上，並使蘿蔔、叉子組合體靜止雞蛋上面。

5．在杯子中加上一些水，再把橫放雞蛋組合體放在杯口的邊緣上，調整雞蛋在杯口邊緣位置和胡蘿蔔在雞蛋上的位置，雞蛋組合體就可以穩定的停在杯口邊緣上。（如圖6(a)所示）

6．把雞蛋豎放，再把插好叉子的胡蘿蔔放在雞蛋頂端，並使蘿蔔、叉子組合體靜止在雞蛋頂端。

7．把豎放雞蛋組合體放在杯口的邊緣上，調整雞蛋在杯口邊緣位置和胡蘿蔔在雞蛋上的位置，雞蛋組合體就可以穩穩的停在杯口邊緣上。（如圖6(b)所示）

現象解釋：雞蛋組合體的重心與杯子邊緣對雞蛋的支撐點在同一豎直線上，所以杯子能夠支撐住雞蛋組合體。由於雞蛋組合體的重心在支撐點的下方，所以雞蛋組合體能夠穩定的立在杯子邊緣上。

友情提示：

1．玻璃杯中加水可防止雞蛋掉入杯中時摔壞。

2．當雞蛋與胡蘿蔔的接觸面間發生滑動時，可在雞蛋與胡蘿蔔間墊一層軟紙，以便減少滑動。

3．一個玻璃杯高度不夠高時，可在玻璃杯下墊一個細長的物品，但要保證玻璃杯有足夠的穩定性。

4．雞蛋豎直放時，雞蛋的粗端和細端都可以做支撐點，但細端做支撐點時難度大一些。

由上述實驗可以看出，一個物體在停放的位置上是否穩定不僅與物體的重心有關，還與重心與支撐物的位置關係有關。當物體的重心在支撐面（或點）的上方時，物體在支撐面上就不夠穩定；當物體的重心在支撐面（或點）的下方時，物體在支撐面上就很穩定。

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選自：《初中物理自制教具》