溜溜球是很有趣的健身玩具。玩溜溜球時,用手抓住繞在溜溜球短軸上的繩子的一端,把球向下扔出去,隨著纏繞繩子一圈圈松開,溜溜球就轉(zhuǎn)了起來。當繩子全部拉直時,溜溜球又會轉(zhuǎn)上來,并使繩子沿相反方向纏繞在短軸上,直至又回到手上。再次將球扔出去,球又會轉(zhuǎn)回來,如此往復,樂在其中。
為什么溜溜球能自動返回手中呢?這是因為物體的動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)換。當球在手中時,一邊轉(zhuǎn)動一邊向下運動,并在重力的作用下,越轉(zhuǎn)越快;動能不斷增大,同時,溜溜球隨著位置的不斷下降,勢能不斷減小,這時,溜溜球的勢能轉(zhuǎn)變成了動能。待到溜溜球轉(zhuǎn)到最低點時,溜溜球的動能最大,勢能最小,這時,溜溜球轉(zhuǎn)動得最快。到達最低點后,溜溜球又會沿著繩子向上轉(zhuǎn),將繩子沿原來的相反方向纏繞在短軸上。隨著溜溜球的上升,它的轉(zhuǎn)動速度越來越慢,這時,溜溜球的動能又不斷轉(zhuǎn)換成勢能,直到轉(zhuǎn)至最高處停止轉(zhuǎn)動,溜溜球的動能為零,勢能卻是最大。
根據(jù)機械能守恒定律,在沒有外力或外力做功等于零時,物體的機械能總和不變。按照機械能守恒定律,溜溜球應該回到原來的位置上。但是,在溜溜球轉(zhuǎn)上轉(zhuǎn)下的運動中,由于空氣的阻力和繩子與短軸之間的摩擦力,會損失掉一部分能量,如果不補充能量,溜溜球就回不到原先的高度。所以,在玩溜溜球時要有一定的技巧,不斷地給溜溜球補充一些能量。怎樣補充能量呢?在溜溜球轉(zhuǎn)到最低點,繩子將要開始向上纏繞的一瞬間,用手將繩子往上提一下,使溜溜球的轉(zhuǎn)速更快些,增加一點動能。這樣,溜溜球就能上下轉(zhuǎn)個不停。
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