二、重心----双轨怪坡

小科童科学班五年级在学习和玩乐中成长怪坡神秘的怪坡神奇的怪坡是一个长为80多米，宽约15米、坡度为1.85度，西高东低的斜坡，位于沈阳市新城子区清水塔镇，它的怪处在于：当您把汽车开到坡下熄火停车后，会惊奇地发现车在自动地向坡顶滑行。

骑上自行车感觉会更奇妙，上坡不用蹬，车会飞快地滑向坡顶，下坡却要用力蹬。

上坡轻松、下坡费劲，大自然的神奇魔力。

台湾“怪坡”在台东县东河乡，有一个名叫“都兰”的旅游胜地，其最吸引游人处，便是“水往高处流”的奇景。

“怪坡”旁有一股小山溪，溪水流到山脚下的农田，而靠近山脚旁的另一股溪水，不往下流，偏偏反其道而行之，向山坡上流去，观者无不称奇。

专家解释说，人眼睛判断方位是有参照物的，参照物有可能引起视觉误差。

万有引力定律是不会错的，错的只可能是我们的眼睛。

知识要点：1、重心：一个物体的各部分都要受到重力的作用。

从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。

2、物体重心位置：规则图形：平面图形：重心在中心位置（对角线的交点）立体图形：重心在中心位置（各角平分线的交点）不规则图形：悬挂法等(一般在偏重的一边）物体重心不一定都在物体身上，也有可能在物体之外。

3、怪坡的工作原理：怪坡低处的小球重心高，高处的小球重心低，所以小球在重力作用下“向上”运动（重心不断降低）或者事实上小球本身的重心没变，只是它相对的位置重心下降。

制作过程：1、两根一样长的方木棍，用最短的两根圆木棍连起来。

2、两根一样长的方木棍的另一侧圆孔插入最长的两根圆木棍，最长的两根圆木棍的另一头插在第三根短的方木棍。

3、最薄的方木块，两个圆孔中，插入第二短的圆木棍。

最薄的方木块的另一头贴上双面胶，粘在短的木棍下面。

操作方法：1、两手握住轨道的尾端试着慢慢向外张开。

如果两轨道向外张开时不能分开到最宽位置，请调整轨道前端露出部分的长度（0.5—2.5cm为宜）。

2、将玻璃球放入轨道斜坡的最低处（前端），两手将轨道尾端慢慢水平向外张开到一定位置时，观察玻璃球是否会开始由前向后滚动？3、当玻璃球由前向后滚动时，如果轨道的夹角不再变化时，玻璃球还会不会继续滚动？4、当玻璃球滚动到接近轨道中间位置时，将两轨道慢慢向里收拢，玻璃球滚动到轨道最高处时会出现什么情况？为什么？5、比一比，谁能将玻璃球在轨道两端来回反复滚动的次数多而又不掉下来。

双轨怪坡的实验原理
双轨怪坡是一种实验装置，用于研究物体在斜面上运动的规律。

它由两个平行的轨道组成，轨道一端高于另一端，形成一个斜面。

在斜面上可以放置不同质量、形状、材质的物体，观察其滑动、停止、加速等运动过程。

双轨怪坡实验的原理基于牛顿第二定律，即力等于物体质量乘以加速度。

在斜面上，物体受到重力和斜面反作用力的作用。

当物体处于静止状态时，两个力相等，斜面反作用力等于重力，即F=mg*sin θ，其中F为斜面反作用力，m为物体质量，g为重力加速度，θ为斜面倾角。

当物体开始滑动时，斜面反作用力减小，物体受到的净力变成了F=mg*sinθ-Ff，其中Ff为滑动摩擦力。

根据牛顿第二定律，物体的加速度a=F/m，可以计算出物体的滑动加速度。

通过改变斜面倾角、物体质量、滑动摩擦力等实验条件，可以研究物体滑动的规律，探究自然界中的物理现象。

双轨怪坡实验是物理学教学中常用的实验之一，既直观又易于操作，有助于学生理解和掌握牛顿力学的基本原理。

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各位来宾：欢迎您来到怪坡风景区游览观光！怪坡风景区位于汝州市区东北8公里处，景区面积18平方公里，是由汝州市旅游局承办开发的风景区。

这里群山环抱，绿树掩映，溪流潺潺，百鸟鸣啭，景点多多，秀色可餐。

该景区由怪坡、竹林庙、玉皇山三个单元组成，南距国家重点文物保护单位、中原名刹风穴寺2公里，东与国家森林公园紧连，人文景观和自然资源有机结合，相得益彰。

怪坡风景区的形象景观姊妹怪坡，天然连环，全国最长，景观最奇。

景区内还分布着竹林庙、玉皇山、马庙湖、旋风垛、紫云峰、刘秀沟等几十处景点，是一个集休闲、观光、度假、猎奇为一体的多功能旅游景区。

怪坡风景区向北有少林寺，西有龙门石窟，南有石人山，东有三苏园，位于省重点旅游网中心，并与之优势互补，强强联合，可形成规模经营态势，市场潜力巨大。

下面，我给大家介绍一下，怪坡风景区标志性建筑及景观。

来到怪坡风景区，首先映入你眼帘的是风格迥异左右对称的山门，它是由河南省博物院邓贻富教授设计的，两层斜体结构，比意大利比萨斜塔的倾斜度还要大，远看似倒非倒，近看魏峨雄伟，在我省独一无二。

山门西侧是一个小小园林，周围有翠竹环绕，与后山的竹林庙遥遥呼应。

其实这里原是一片大竹园，后遭破坏，竹林庙就是因此而得名。

走进景区，前方是一个大型生态广场，内设中小型车停车位20个，可容纳300人，也可举行放风筝大众文娱活动。

沿着通道左转，左侧是景区管理房，设置由会客室、办公室、贵宾室等。

贵宾室用于接待各级领导及中外知名人士，供其休息、题词，增加文化品位。

前方是一个较大的园林。

园林而依坡而建，有古桩石榴，西府海棠、贴梗海棠、广玉兰、木瓜、青桐、碧桃、降桃、松柏、月季等几十种名贵花草，春有花，夏有荫，秋有果，冬有绿，是该园林真实的写照。

园林的南侧是一座二星级公厕，外观奇特，生态环保，与周围环境水乳交融，为游人营造了舒适、宽松的氛围。

沿通道北行，不久将有一股股清香扑鼻而来，这是路旁放花槐和香槐散发出来的。

重心——双轨怪坡教学目的：通过本节课的学习让学生知道地球上的一切物体都会受到地球吸引力的作用这个力就是重力，认识物体的重心，并且通过实验了解质量均匀、形状规则的物体的重心的位置，通过制作双轨怪坡理解其运动原理，培养学生生活中的观察思考能力，提高动手能力。

1、2、3、123。

2个∕人，玻璃球180分钟课堂流程：一、情境导入：(5分钟)师：大家都听过：“人往高处走，水往低处流。

”这句话，那么你们知道为什么水总是从高处往低处流吗？生：地球吸引力······师：对了，大家说得很对，是因为受到地球吸引力的影响，那么，你们见过“车往坡上滑”的奇观吗？生：······师：今天我们就来制作一个“怪坡”来体会一下！生：······师：大家想一下，如果我们在一个斜坡上滚动一个小球，那小球是怎么运动？从哪滚向哪？生：从高的地方滚向低的地方······师:生：师：师：生：师：生：师：家知道，生：师：生：中间/中心······师：纸卡在往下掉的时候我们都知道是受到重力的作用，那么，它的重心呢？也是往下移动着。

师：那么，是任何物体的中心都是它的重心吗？生：······师：（将一块橡皮泥粘在纸卡的上面）大家再来用一只手指顶起来试试？生：不在中心了/不在中间了······师：因为老师加了一块橡皮泥所以呢，整个物体就不是规则的了，那么我们要了解的是质量均匀、形状规则的物体它的重心位置大多数都在中心。

总结：本实验旨在让学生掌握重力及重心的定义，对于物体重心的位置让学生了解即可。

双轨怪坡的实验原理
双轨怪坡是一种利用重力和惯性作用的实验装置，通过在两个相互平行的轨道上放置不同的物体，观察它们的运动状态，验证牛顿第
一、二定律和惯性定律等物理原理。

实验原理主要包括以下几点：
1.双轨怪坡的设计：双轨怪坡通常由两条平行的轨道和一个斜坡组成。

轨道长度相等，但高度不同，斜坡的高度也不同。

两个轨道之间的距离越大，实验效果越好。

2.物体的选择：为了验证物体的惯性，一般选择不同质量的小球或小车。

可选择钢球、木球或塑料球等物体。

3.实验步骤：首先将两条轨道放置在同一高度，然后将同一种物体分别放在两个轨道的起点处，观察它们的运动状态。

可以发现，物体从轨道上滑落后，会分别沿着不同的轨道滑行，到达斜坡上时，速度不同，然后被惯性“甩”出去。

当两个物体滑行的距离相同时，它们到达斜坡上的速度也相同，然后被甩出去的距离也相同。

4.原理分析：这种现象可以解释为物体具有惯性，不同的质量具有不同的惯性。

当物体沿着轨道滑行时，重力作用使它加速，达到一定速度后到达斜坡上时，惯性作用使它继续保持运动状态，所以会被甩出去。

根据牛顿第一、二定律和惯性定律，可以得出这个结论。

双轨怪坡实验原理的理解和应用可以帮助我们更好地理解物理学中的基本原理，为我们进一步探究自然科学提供了良好的基础。

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第1篇一、实验背景双轨怪坡是一种神奇的自然现象，在坡上，球可以向下滚，也可以向上滚。

这种现象引起了人们的广泛关注和好奇。

为了探究这种现象的原理，我们进行了双轨怪坡实验。

二、实验目的1. 了解双轨怪坡现象；2. 掌握重心原理在双轨怪坡现象中的应用；3. 通过实验验证重力、重心、斜坡等物理概念。

三、实验原理双轨怪坡实验利用的是重心的原理。

当我们分开轨道时，玻璃球会往高处滚动，靠拢两轨道时玻璃球会往低处滚动。

由于重力的作用，重心都有向下运动的趋势，使其重心不断降低。

由于斜坡上两轨道不平行且有一定夹角，因此玻璃球斜坡低处时的重心比斜坡高处时的重心高，所以玻璃球就会在重力作用下，由斜坡的低处向高处滚动，形成怪坡现象。

四、实验材料1. 梯形底座（有凹槽的一面朝上放置）2. 两根塑料棒3. 实心插片4. 玻璃球5. 胶带五、实验步骤1. 将梯形底座有凹槽的一面朝上放置；2. 将两根塑料棒从实心插片穿到空，再将实心插片插在梯形底座较长的一心插片中；3. 将玻璃球放在怪坡轨道上；4. 用两手握住轨道的尾端试着慢慢向外张开；5. 观察玻璃球的运动情况。

六、实验现象在实验过程中，我们发现：1. 当两根塑料棒分开时，玻璃球会向上滚动；2. 当两根塑料棒靠拢时，玻璃球会向下滚动。

七、实验分析1. 当两根塑料棒分开时，玻璃球的重心较高，此时重力对玻璃球的拉力较大，使其向上滚动；2. 当两根塑料棒靠拢时，玻璃球的重心较低，此时重力对玻璃球的拉力较小，使其向下滚动。

八、实验结论通过本次实验，我们验证了重心原理在双轨怪坡现象中的应用。

当轨道分开时，玻璃球的重心较高，重力对玻璃球的拉力较大，使其向上滚动；当轨道靠拢时，玻璃球的重心较低，重力对玻璃球的拉力较小，使其向下滚动。

九、实验心得1. 通过本次实验，我们了解了双轨怪坡现象的原理，认识到重心、重力、斜坡等物理概念在实际生活中的应用；2. 实验过程中，我们学会了如何观察、分析、解决问题，提高了我们的动手能力和逻辑思维能力；3. 本次实验激发了我们对科学探索的兴趣，让我们更加热爱科学。

图片资料：源自网络制作出品：土佬工作坊点击换页辽宁怪坡（/show/5H7yQL6NKBXeIujk.html）位于辽宁省沈阳市新城子区清水台镇周家村东北方的寒坡岭。

1990年5月，一辆面包车途经此地，司机下车小歇；回来时发现熄火的面包车已自行从坡底“滑行”到了坡顶。

怪坡坡道平坦，两边长满小草，并无任何异常现象。

但就在这怪坡上，汽车下坡必须加大油门，而上坡即使熄火也可到达坡顶；骑自行车，下坡要使劲蹬，上坡却要紧扣车闸；人行坡上，也是上去省力，下来费劲。

鞍山怪坡（/show/kltdhIOLdGpj5zYt.html）根据测量得出的数据来看，东侧比西侧高345毫米，造成此处“怪坡”的原因主要是人们的视觉误差，因为此处坡度较缓，人眼不易区分高低。

辽宁营口怪坡（/u97/v_NDYwOTA5NjY.html）沈阳有“怪坡”，鞍山有“怪坡”，最近营口也发现了一个“怪坡”。

而这个“怪坡”却有些与众不同：不但车能自己往坡上走，而且在车上看，前后竟然都是下坡。

山东怪坡济南市东南外环路也有一段"怪坡"，引来人们竞相探奇。

当时，有人驾车途经外环路省经济学院以南约1.5公里处一段下坡路时，驶过下坡的汽车一旦熄火，竟又慢慢地自动爬上了坡。

不少人闻讯赶来，目睹了同一现象：几辆汽车驶到坡底，车与车相距1.2米，熄火；结果，汽车均"倒行逆驶"，缓慢地爬上坡去。

山东潍坊青州市怪坡（/v_show/id_XNTY4NTI5NDQ=.html）（/b/25067935-1184008345.html）这个“怪坡”位于青州市新修的南外环路，在市委党校建设工地的北部路段，这段路面清新的柏油路东高西低。

在这里，车往高处滑，水往高处流。

汽车从坡上开到坡下，熄火摘档后，它会自动从坡底退回到坡上；放置水杯，水杯从坡底自动向坡上滚动，很是奇怪。

西安怪坡在西安秦始皇兵马俑博物馆东南方，1997年人们又发现了一个怪坡。

重⼼——双轨怪坡
重⼼——双轨怪坡
⼀、本堂课要点
1、重⼒——地球上的⼀切物体都会受到地球吸引⼒的作⽤这个⼒就是重⼒。

2、物体的重⼼——各部分受到的重⼒集中于⼀点，这⼀点就叫做物体的重⼼。

3、质量均匀、形状规则的物体它的重⼼位置⼤多数都在中⼼。

4、“物体在重⼒作⽤下，重⼼都有向下运动的趋势，使其重⼼不断降低”。

⼆、双轨怪坡科学原理
⼩球的重⼼，就是球的球⼼，我们再来看⼩球在轨道上是如何运动的，当我们分开两轨道的时候，玻璃球会往⾼处滚动。

靠拢两轨道时，玻璃球会往低处滚动。

事实上，由于重⼒的作⽤，物体的重⼼都有向下运动（落下或滚下）的趋势，使其重⼼不断降低。

由于斜坡上两轨道不平⾏且有⼀定夹⾓，因此玻璃球在斜坡低处时的重⼼⽐在斜坡⾼处时的重⼼⾼，所以玻璃球就会在重⼒作⽤下由斜坡的低处向⾼处滚动，形成“怪坡”现象。

但实际，⼩球并没有违背⾃然规律，它还是受到重⼒的作⽤从重⼼⾼的地⽅往下滚动。

三、课下⼩实验
【实验】
把橡⽪泥捏成⼩球，把它牢牢地粘在易拉罐的内侧⾯，位置正好在易拉罐的中间部位，在相对的地⽅⽤铅笔在罐外⾯标好。

找⼏本书摞起来，把⼀块光滑的⽊板斜放在书上，形成⼀个斜坡。

接下来把易拉罐内有橡⽪泥的⼀侧向上，放在斜坡的底部松⼿，奇怪的现象发⽣了。

【现象】易拉罐滚上来了。

实验设计与改进高中物理通识教育之神奇的重心—用重心揭开“怪坡”神秘的面纱王小庆摘　要：从生活中的异常自然现象入手，揭开重力之谜，以趣味性的内容引发学生学习和思考，让学生明白自然现象中隐藏的物理奥秘。

关键词：“怪坡”；反重力；“黑林错觉”学生小时候一般都玩过不倒翁；再长大一些，接触过竖立的鸡蛋；上学后可能听说过比萨斜塔、“水向坡上流动”等神奇的事物或自然现象，并在心中留下了谜团(如图1所示)。

图1　生活中各种各样的神奇事物或自然现象一、重力和重心重力，是物体由于受到地球的吸引而受到的力，重力方向，始终竖直向下。

一个物体的各个部分都受到重力的作用，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点称为物体的重心，如图2所示。

这个概念是牛顿1687年提出万有引力定律时提出来的。

图2　形状规则、质量分布均匀物体的重力和重心重心的位置与物体的几何形状及质量分布有关。

形状规则、质量分布均匀的物体，其重心在它的几何中心，如粗细均匀的棒的重心在棒的中点；球的重心在球心；方形薄板的重心在两条对角线的交点。

地球对物体的重力，好像就是从重心向下拉物体。

若用其他物体支作者简介：王小庆，硕士，中教一级。

深圳市光明区高级中学，518106基金项目：广东省教育科研2018年度规划一般课题《基于中学生六大核心素养对高中理化通识教育课程的开发与实践研究》(编号：2018YQJK063)。

撑重心，物体就能保持平衡(如图3所示)。

a bc de f图3　我国军用运输车利用“重心”原理原地掉头演练二、重心的应用质量分布不均匀的物体，重心的位置除与物体的形状有关外，还与物体内质量的分布有关。

载重汽车的重心随装货多少和装载位置而变化，起重机的重心随着提升物体的重量和高度而变化。

重心位置在工程上有相当重要的意义。

如起重机在工作时，重心位置不合适，就容易翻倒；高速旋转的轮子，若重心不在转轴上，就会引起激烈的振动。

增大物体的支撑面，降低它的重心，有助于提高物体的稳定程度。