磁悬浮陀螺精选文档.ppt

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1、磁悬浮陀螺本讲稿第一页，共十二页磁浮陀螺实验目的在校园里经常可以看到同学们在玩陀螺，中年级自然课上也有利用陀螺作为光的颜色组合来做实验。在市场上也可以买到相关的玩具，如果在课上自己动手做一个磁悬浮陀螺，一定很有趣。本讲稿第二页，共十二页磁悬浮陀螺本讲稿第三页，共十二页实验材料2个环形强力磁铁（或用电磁铁替代），一个陀螺（可自己制作），铜片2个（直径分别为20mm,25mm）,塑料片3 个（直径分别为25mm,20mm,14mm），1个环形小磁铁，一个塑料板和一个塑料罩。本讲稿第四页，共十二页磁感线示意图本讲稿第五页，共十二页磁浮陀螺原理解析：陀螺沒有转动时重心在支点的上方，是不稳定平衡。所以会

2、倒下至盘缘靠到地面，陀螺旋转后可获得一转动的惯性、其力向上、可使陀螺直立旋转不傾覆。磁铁有同性相斥的現象，如果陀螺是以磁性物质制作，在其下方放一同极性之磁铁便可將其以磁力推至空中不与地面接触。当用手指陀螺悬浮达到稳定点时，所受之力的合力为零，向下的重力与向上的磁斥力大小等方向相反，磁铁为永久磁铁、磁力強度固定不变，唯一可控制之变因是陀螺的重量，所以在陀螺身上加铜或铝或塑料的垫片來达到合力为零的目标。所涉及的物理知识和概念，慣性定律、能量守恒定律、万有引力、力的平衡、空气阻力、涡流、摩擦力。本讲稿第六页，共十二页操作方法：第一步:对陀螺的加工改造 到玩具店买一个小孩子们经常玩的陀螺(用手捻动后可

3、以在地面上直立旋转),把它拆开后在里面水平的粘一环形的磁铁,然后再把它整体粘合好.本讲稿第七页，共十二页第二步:制作电磁铁底座 先做一个小木盒,在里面安装固定好电源,电磁铁和开关,并用导线把它们连成一个完整的电路.调整电磁铁上的极性与陀螺下端的极性相同.本讲稿第八页，共十二页第三步，启动旋转 用拇指和食指捏紧陀螺之转轴，将其放置在底盘上的托片中心位置，陀螺保持水平，稍加压力，以爆发力迅速旋转，转动时手不可抬起來，此动作需多加练习直至精熟。陀螺稳定旋转后，闭合电磁铁电路，缓慢地将托片向上抬起，让陀螺因磁力漂浮空中。本讲稿第九页，共十二页一、观察陀螺悬浮現象 太重：用托片抬起陀螺后不能自动飞离 托

4、片，需要减重。太轻：缓慢抬高托片后，陀螺一下子被 弹出去。稍轻：陀螺浮里托片时旋转不稳或上下 振幅过大，加塑料片调整。稍重：陀螺悬浮几秒钟后即掉落，减轻 塑料片调整。本讲稿第十页，共十二页二、调节陀螺的重量磁浮陀螺的悬浮是靠磁斥力和陀螺的重量精确平衡达到合力为零，因为磁铁的磁力強度是固定的，但是演示的场地的万有引力和地球磁场会有出入，所以用铝片或铜片或塑料垫片调整陀螺的重量來实现力的平衡，且非磁性物质做成的调整配重片不会有导磁现象影响磁力分布。材料铜片塑料片直经25mm20 mm25 mm20 mm14 mm重量3 g1 g0.6 g0.3 g0.1g本讲稿第十一页，共十二页三、底盘磁铁方向调整：陀螺悬浮后都向同一方向飞离，表示底座的磁铁磁力方向未垂直向上，用三角契形积木塞在磁铁下方垫高调整，使底盘磁力方向处于合理狀态。本讲稿第十二页，共十二页