荡秋千中的科学原理是什么
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发布时间：2022-04-21 09:02
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时间：2023-11-08 14:14
荡秋千中的科学原理是什么 篇1
荡秋千的科学原理
会荡秋千的人，荡到高处时会突然下蹲使身体的重心下降 加速秋千的下落;在摆到最低点时，你的身体又开始慢慢站立， 同时两手用力地向外推荡绳，使荡绳弯曲，向下摆时荡绳变直。 这些动作都会消耗人体的能量。荡到最低处时，人站起来重心 升高，提高了重力势能(在秋千上站要比地面上多费一些力气， 也就是说多付出一些能量)，荡秋千的人在最高处突然下蹲，使 一部分重力势能变为动能加快秋千的摆动。正是这些能量使 秋千越荡越高。下面的小实验可以帮助你从摆动的角度分析荡秋千:用一 根线绳拴住一个大螺母，做成一个摆。摆长应超过一米，越长越好做。
摆线的一端不要固定，而是穿过一个固定在椅背上的圆环。 线端抓在你的手中，让这个摆像一个秋千一样摆动起来。如果 抓住绳端不动，过一会儿摆就会停下来。但是适当有规律地拉 动绳端，可以让摆越摆越高。经过几次失败以后，你会总结出一个规律：螺母摆到最低 点的时候，要突然把手中的线头向下拉使摆线由长变短，摆到 高处的时候，手中的线头要突然放松使摆线长度变大。只要配 合得好，摆就会越摆越高。
从摆动的规律看，秋千是一个摆，摆长长，周期大，摆得慢; 摆长短，摆动周期变小，摆动加快。秋千的摆长可以近似地从 悬点到人体的重心计算，人在秋千板上站立时，重心高，摆长 短;蹲下，重心低，摆长变长。在最低点，人突然站立使摆长突然减小，摆动加快。在从低处向高处荡过去时，人用手向外用力推荡绳，使它们向外弯曲，这个动作的效果也是使摆长变短， 使秋千越荡越高。
荡秋千的力学原理
1 力学模型
如果把人和秋千组成的系统看作一个摆,摆线在O点处是固定的,摆线自身的伸缩和摆线的质量忽略不计。设想人在最大偏转角处迅速下蹲,在最低点处迅速站立,下蹲和站立的过程都在瞬间完成。人体的下蹲和站立导致了系统质心的升降,相当于有效摆长改变。
2 运动过程分析
现在我们把人!秋千和地球所组成的系统作为研究对象,这样在荡秋千的全过程中,系统所受到的外力只有悬点的约束反力,其值与摆线张力T相同,为一变力。但是,因为悬点固定,此外力并不作功。重力为保守力,使人下蹲和站起的力为非保守内力。根据功能原理:"一切外力与非保守内力所作功之和等于质点系机械能的增量。"因为外力并不作功,所以有Aλ=ΔE。现在我们来研究图。所示的可变摆长单摆模型的第一次摆动。
荡秋千原理的案例
案例一
世界首富比尔·盖茨，这个不安分的电脑奇才自中学起便利用闲暇时间从事电脑程序设计，并且从中获利，之后盖获便在电脑软件开发这架秋千上持续发力。
从一个小打小闹的学生作坊到全球首家年销售额达10亿美元的软件公司，微软用了14年。在这14年的时间里，盖茨丝毫没有懈怠过他的工作，直到身价数以百亿美元，他依然奋斗在软件开发的第一线上，甚至每年还专门抽出时间来闭门思考微软下一步的发展。这种努力让微软(Windows)飘扬的旗帜占据了全球绝大多数的电脑屏幕。
法国启蒙思想家布丰曾说过：“天才就是长期的坚持不懈。”我国著名数学家华罗庚也曾说：“治学问，做研究工作，必须持之以恒……”的确，无论我们于什么事.要取得成功.坚持不懈的毅力和持之以恒的精神都是必不可少的。
案例二
爱迪生研究电灯时，工作难度出乎意料的大，1枷种材料被他制作成各种形状，用做灯丝，效果都不理想，要么寿命太短，要么成本太高，要么太脆弱，工人难以把它装进灯泡。全世界都在等待他的成果。半年后人们失去耐心了，纽约《先驱报》说：“爱迪生的失败现在已经完全证实，这个感情冲动的家伙从去年秋天就开始研究电灯，他以为这是一个完全新颖的问题，他自信已经获得别人没有想到的用电发光的办法。可是，纽约的著名电学家们都相信，爱迪生的路走错了。”
爱迪生的“秋千”一下于跌落到了最低谷。爱迪生不为所动，继续着自己的实验。英国皇家邮政部的电机师普利斯在公开演讲中质疑爱迪生，他认为把电流分到干家万户、还用电表来计量，是一种幻想。爱迪生继续摸索。人们还在用煤气灯照明，煤气公司竭力说服人们：爱迪生是个大骗子。就连很多正统的科学家都认为他在想人非非，然而爱迪生毫不动摇。在进行这项研究一年之后，他的秋千终于把他荡上了高空，他造出了能够持续照明45小时的电灯，完成了对自己的超越。
在研究电灯的实验处于低将的时候，爱迪生没有退缩，他坚持了下来，他不但促成了自己的蜕变、牢牢树立了自己在世人心目中伟大的发明家地位，而且促成了人类生活方式的一次大变迁。正是因为有了他的这项发明，人类才真正进入了电气时代。
当困难绊住你成功的`脚步的时候，当失败挫伤你进取的雄心的时候，当负担压得你喘不过气的时候，不要退缩，不要放弃，一定要坚持下去，因为荡得高的秋千都是从低处升到高处的，只要坚持越过低谷，必然会换来更高处的清风扑面。
坚持到最后一刻，成功就属于你了。
荡秋千中的科学原理是什么 篇2
当秋千从最低点荡到最高点的过程中，重力做负功，系统的动能转化为系统的势能，当秋千从最高点荡回到最低点时，系统的势能又转化为系统的动能，整个过程机械能守恒，秋千将做等幅摆动。
如果要让秋千越荡越高，就必须借助外力，自己荡秋千，就没办法借助外力了，系统也就无法从外界获得能量。只有通过荡秋千的人自己与绳子的内力做功将自己的内能转化为系统的机械能，而人的内力做功又只能靠人在秋千上站起或蹲下来实现。
扩展资料
荡秋千技巧：荡秋千时应在秋千运动到最低点时迅速站起，然后慢慢下蹲，当秋千荡到最高点时，再猛然站起，过了最高点后再慢慢下蹲，到了最低点时再猛地站起，以后重复上面的动作，即秋千越荡越高。
秋千起源：几十万年前的上古时代。那时，祖先为了谋生，不得不上树采摘野果或猎取野兽。在攀缘和奔跑中，他们往往抓住粗壮的蔓生植物，依靠藤条的摇荡摆动，上树或跨越沟涧，这是秋千最原始的雏形。
