小时候看电视剧经常看到
“刀下留人”的剧情,
今天让我们来利用物理知识,
自制自动“刀下留人”的
“刑具”(所标杯牌的),
感受一下“断头台”的刺激吧!
实验器材
所标杯、两个水瓶(分别作为重物和支撑)、细绳、轻物(小胶带或螺母等)
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实验步骤
安全提示:本实验已多次进行安全测试,一定要确保绳子的结实程度,请小朋友们在保证自身安全并在家长陪同的情况下进行实验。
第一步:初版“断头台”设计
初代“刑具”我们先选用水瓶作为重物(因为耐摔)。接着搭建自动化“断头台”,将绳子的一端绑在水瓶上,另一端绑在轻物上。
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接着将绳子绕过另一个水瓶瓶口处环形区域,将水瓶和轻物分别放置在两侧,站在轻物的一边,将其拉开一定高度,连带着将绳子拉紧,让绳子保持一定的倾斜程度,然后松手,另一端的重物开始从较高的位置下坠,“刑具”的威压来了!
然而“刀下留人”自动实现了,伴随着轻物的疯狂转动,另一端的重物一阵急刹车,停住了。
第二步:终极“断头台”登场
接着轮到我们的正式选手上台,将绳子的一段连接所标杯,另一端连接轻物。
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再把绳子绕过水瓶,这样我们就做好了“断头台”初体验的材料准备工作。经过反复确认实验的安全性后,我们的小编毅然地躺下了……
为了再一次证明自己,小编克服了恐惧,上演了一番“视死如归”的平静:
原理解说
绳子的两端连接重物和轻物,当重物下降时,我们本能地会觉得轻物阻止不了重物的下降。但是当我们把轻物倾斜、把绳子拉紧时,重物快速下降时,绳子给轻物的力不再沿着绳子的方向,会产生垂直于绳子方向的分量,从而带动轻物做圆周运动,实现了绳子在瓶口上缠绕,当缠绕了一定圈数时,绳子和瓶口的摩擦力会限制绳子的移动,类似一个绞盘,从而限制住了重物的下落,所以重物会骤停。
最后重新强调一下安全性,大家如果想体验悬停的“断头台”时(最好还是不要了),一定要做好保护措施。实验是可能出意外的,比如绳子在实验中会受到多次冲击,可能会断裂;比如当作为支撑杆的水瓶不够稳当时,重物的坠落方向可能会出差错,甚至绳子会缠绕不上,导致重物坠落(危……)。
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