實驗原理
當捻動滾擺的軸,使滾擺上升到頂點時,儲蓄一定的勢能。當滾擺被鬆開,開始旋轉下降,滾擺勢能隨之逐漸減小,而動能(平動動能和轉動動能)逐漸增加。當懸線完全鬆開,滾擺不再下降時,轉動角速度與下降平動速度達到最大值,動能最大。由於滾擺仍繼續旋轉,它又開始纏繞懸線使滾擺上升。在滾擺上升的過程中動能逐漸減小,勢能卻逐漸增加,上升到跟原來差不多的高度時,動能為零,而勢能最大。如果沒有任何阻力,滾擺每次上升的高度都相同,說明滾擺的勢能和動能在相互轉化過程中,機械能的總量保持不變。
滾擺特點
1.單擺運動過程中,高度越低,速度越大,與此對應的重力勢能越小,動能越大。反之,高度越高,速度越 小,相應的重力勢能越大,動能越小。
2.麥克斯韋滾擺下降時,高度越低,重力勢能越小,轉動速度越大,轉動動能越大;滾擺上升時,高度越高,重力勢能越大,轉動速度越小,轉動動能越小。
3. 在單擺和滾擺的運動中,當高度降低時,物體的重力勢能減小,動能增大,即重力勢能轉化為動能;反之,當高度增大時,物體的動能減小重力勢能增大,動能轉化為重力勢能。