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陀螺原理摘要:陀螺,神奇的物体。尽管它的支承点很小,旋转时它却不会倒下,是什么原因导致陀螺能站立稳定旋转呢？关键词:陀螺稳定旋转静止的陀螺内部分子之间的分子力处于平衡状态,可以不考虑分子内力的作用,各分子所受重力的合力(重心)就处在距桌面有一定高度的质心位置。由于陀螺的支承点与桌面的接触面积很小,它的稳度很低,在重力作用下,静止陀螺很难站直而极易倒下。旋转陀螺内部分子受离心惯力影响,分子受力始终处于变化状态之中。不同位置的分子受力的大小、方向都在不断地发生变化。单个分子所受合力不仅仅是重力,而是分子内力与重力的矢和。从而维系着各分子作圆周运动。其作用效果就是将所有分子受力的合力作用点被转移到了支承点(先不考虑桌面的支持力),其大小就等于陀螺的重量,并和桌面的支持力取得力的平衡。我们可以认为旋转陀螺的重力作用点(重心)被转移到了支承点。
我们来做一个简单的实验,取一个60g重的铁制陀螺,让它在电子秤上稳定旋转,为了提高它的说服力,我们使该陀螺的转轴偏离竖直方向θ＞20°(如图1)。我们观察到陀螺一方面绕转轴自转,另一方面转轴绕竖直方向作圆锥运动。而此时,电子秤的读数仍为60g。实验中,我采用了自制铁陀螺,限于制作水平,它稳定旋转时,最大偏角约300,并采用了超市用的,精度为1g的电子秤。考虑到陀螺在电子秤上旋转时可能会有振动产生,我预想实验会有2～3g的误差,令我惊奇的是,实验竟是零误差。这个实验说明了什么问题呢？此时,陀螺与电
