簡介
主題展廳：探索與發現 展項名稱：彈簧擺
1、展示內容、原理、目的
懸掛一個彈簧，彈簧末端系一質量為m的物塊，這就構成了一個彈簧擺，這時只要用力輕輕地向下拉物塊，彈簧就會上下振動起來。如果適當選擇彈簧的長度，物塊質量m，及彈簧倔強係數K（表示彈簧伸長單位長度強力的大小），我們就可以做成一個極為有趣的彈簧擺：當用力在垂直方向拉彈簧，彈簧開始作豎直方向的來回振動，成為一個彈簧振子。但它的振幅會逐漸減少，並同時開始左右擺動，擺動幅度越來越大，即彈簧振子的振動逐漸過渡到擺的擺動。之後，單擺的擺動又會轉化為彈簧振子的上下振動，如此反覆地振動、擺動、振動……不停地轉換，這是什麼原因呢？
原來，適當選擇擺長l，振子質量m、倔強係數K後，可以使得擺動周期與振子振盪周期相等，這時，振子振動時能量就可以從振動轉變為擺動，又能從擺動轉變為振動。因而物塊m既可作為彈簧振子，又可作為擺的擺錘。這裡彈簧起到了能量轉換緩衝器的作用。一旦一種形式的運動開始，能量即通過彈簧的張力從這種形式的運動轉換到另一種形式的運動，直到這種形式運動的能量全部傳遞完為止，然後又開始通過彈簧反方向傳遞，相應物質的運動也即從一種形式過渡到另一種形式。
2、彩色三維效果圖
彈簧擺3、展示和操作方式
本展項和“共振鞦韆”、“龍形擺”組成運動之律展區中的振動分主題。展項從振動中最基礎的概念——頻率出發，介紹共振，以及共振中的能量轉換。使參與者對振動的認識有一個清晰的脈絡。“龍形擺”通過一組擺長不同的小球介紹振動中最基礎的頻率的概念，以及對於最常見機械振動——單擺來講，影響振動頻率的因素是什麼？“共振鞦韆”通過一個原理實驗類展品和一個觀眾體驗類展品，使觀眾從多角度了解共振這個科學內容。“彈簧擺”以看似神奇的現象介紹共振中產生的能量間的轉換。本分主題使觀眾在參與、操作和體驗過程中對振動的最重要概念——頻率和共振，由淺入深，有清晰的認識和了解。
本展品由一套彈簧擺、電磁鐵啟動裝置及升降機構和展台組成。彈簧擺下端連線一個鐵塊，鐵塊通過水平的金屬桿兩端固定兩個鐵球。彈簧的振動頻率與鐵塊由兩端鐵球產生的扭動頻率接近相同。
參與者按下展台上的“啟動”按鈕，使升降機構將電磁鐵升高，電磁鐵通電後將鐵塊吸附，升降機構下降將鐵塊豎直下拉到一固定位置隨後釋放，鐵塊隨後便產生豎直方向的振動，但很快豎直方向的運動停止，開始水平方向上的扭動，過一會兒它又開始豎直方向振動。這個系統的能量在兩種振動方式之間不停的轉換。
操作按鈕旁有狀態指示燈（綠色），當一個觀眾操作後，一個周期內（1分鐘），物體自己運動，這時候指示燈息，觀眾操作按鈕無效，當這個周期結束後，綠燈亮，觀眾操作按鈕有效重新啟動彈簧擺。
操作步驟
1>當綠色指示燈亮時，按下啟動按鈕
2>觀看彈簧擺擺動情況
