儿童荡秋千技巧(物理角度)

物理学原理教你荡秋千荡秋千在我国有悠久的历史。

古时候，每逢寒食节（清明节前一天），皇宫里便竖起了高高的秋千架。

嫔妃宫娥争着去玩荡秋千，丝衣花带随风飘荡。

唐朝的唐玄宗皇帝曾经把荡秋千叫做“半仙戏”。

确实这样，当秋千把你越送越高的时候，风在耳边鸣响，大地在脚下摇晃，真是有点飘然欲仙的感觉呢。

不会荡秋千的小朋友，在秋千上直挺挺地站着，全靠妈妈、爸爸来推，推一下，秋千荡一荡，不推了就越荡越低，最后停了下来。

这是由于存在着摩擦。

要让秋千越荡越高，就要不断给它输入能量。

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。

荡秋千中的科学原理是什么荡秋千是一种儿童常见且受欢迎的游乐设施，不仅能够让孩子们享受快乐时光，还有助于促进他们的身体协调能力和平衡能力的发展。

荡秋千的科学原理主要涉及到重力、加速度和惯性等物理概念。

本文将详细介绍荡秋千中的科学原理。

首先，我们先来了解一下什么是重力。

重力是万有引力的一种，是地球等天体吸引物质的力。

重力作用在物体的质心上，使得物体向地心方向下落。

当我们坐在荡秋千上时，座位下方的重力对我们有一个向下的拉力。

这个向下的重力拉力是荡秋千保持我们在荡动过程中始终向内的一个重要原因。

在荡秋千的过程中，人体会不断发生向前和向后的摆动。

这是因为在荡秋千时，人体会随着荡动轨迹的变化而改变速度和方向。

我们需要知道加速度和惯性这两个物理概念。

加速度是一个物体在单位时间内改变速度的大小和方向。

在荡秋千的过程中，我们可以发现，当我们向前荡动时，速度会逐渐增加；当我们迎着荡动方向向后摆动时，速度会逐渐减小。

这就是加速度的影响。

惯性是物体保持其状态（包括静止和匀速直线运动）的性质。

当我们荡秋千时，我们的身体会受到加速度的影响，而继续沿着原来的方向继续运动。

这就是惯性的表现。

当我们向前荡动到达最高点，座位开始向后运动的时候，我们的身体会因为惯性而继续向前运动，直到座位向后摆动足够大的角度，才会带动我们的身体向后摆动。

同样的，当座位向前运动的时候，惯性也会使我们的身体继续向后摆动，直到座位向前摆动足够大的角度，我们的身体才会继续向前摆动。

荡秋千时，我们感受到的快乐和身体协调能力的发展与上述科学原理有密切关系。

在荡秋千的过程中，我们通过调整重心和运用力量来改变自身的速度和方向。

通过不断调整重心和运用力量，我们能够控制自己的运动。

这一过程不仅有助于培养我们的协调能力，还能锻炼我们的平衡能力和身体控制能力。

总结起来，荡秋千的科学原理主要涉及到重力、加速度和惯性等物理概念。

重力使座位保持我们在荡动过程中向内；加速度影响我们的速度和方向；惯性使我们的身体在荡动过程中保持一定的状态。

荡秋千原理的实际应用
背景介绍
荡秋千是一种常见的儿童游乐设备，它基于秋千原理，通过绳索和悬挂点的配合，使得秋千可以在两个方向上来回摆动。

除了儿童游乐场，荡秋千的原理也在实际应用中得到了广泛的运用。

下面将介绍荡秋千原理的实际应用。

1. 物理教学实验
荡秋千原理在物理教学中经常被引用，用于教导学生有关重力和力的平衡的概念。

通过荡秋千的实验，可以生动地展示重力和摆动力对秋千的影响。

教师可以请学生上秋千，然后让学生观察并描述他们在荡秋千时所感受到的力。

这样一来，学生能够通过亲身体验来理解重力和力的平衡的原理。

在这个实验中，学生还可以通过调整自己的重心位置来改变自己在秋千上的体验。

例如，当学生将重心放在秋千的中心位置时，秋千将保持平衡状态；当学生将重心偏向一侧时，秋千将开始倾斜。

通过这种方式，学生能够更好地理解物体的平衡、力的作用和重心的概念。

2. 科学研究
荡秋千原理不仅在物理教学中有应用，也在科学研究中得到了广泛应用。

例如，在天文学领域，使用。

荡秋千的物理原理简单易懂
荡秋千的物理原理可以通过以下几个方面来解释：
1. 重力：荡秋千时，人体的重心会不断地从一个侧面倾斜到另一侧，这是因为重力的作用。

荡秋千时，人体将通过静摩擦力和篮球比分,篮球即时比分重力来维持平衡，使人体的重心保持在荡秋千的座位上。

2. 力的平衡：当一个人在荡秋千时，他倾斜身体以改变自己的重心位置。

这个倾斜的动作会使身体受到一个回复力，使其恢复平衡。

当人体倾斜到最高点时，回复力最大，当人体倾斜到最低点时，回复力最小。

这种力的平衡使人可以无限期地在荡秋千上保持运动。

3. 动能转换：当一个人开始荡秋千时，他会先从静止状态开始荡秋千。

他的势能逐渐转化为动能，当他荡到最低点时，动能达到最大值。

这时，人的势能最小。

当人开始向上摆荡时，动能逐渐减小，而势能逐渐增加，直到达到最高点时，动能最小，势能最大。

这种动能和势能的转化使人可以保持荡秋千的运动。

综上所述，荡秋千的物理原理涉及重力、力的平衡和动能转换。

通过这些原理的作用，人可以在荡秋千上保持运动。

荡秋千的物理成因分析与教学拓展1 引入秋千是一项很刺激的娱乐项目（图1），人们可以尽情地去体验因超重、失重所带来的快感。

秋千荡得越高，摆幅越大，就越刺激，但由于空气阻力和摩擦阻力的作用，秋千最终会停下来，如何让秋千维持摆动甚至荡得更高？这涉及到荡秋千的动力学问题。

近年一些高考与复习试题也常常出现此类问题，如：例1、如图是荡秋千的示意图（图2）。

最初人直立站在踏板上，两绳与竖直方向的夹角均为θ，人的重心到悬点O 的距离为l 1；从A 点向最低点B 运动的过程中，人由直立状态自然下蹲，在B 点人的重心到悬点O 的距离为l 2；在最低点处，人突然由下蹲状态变成直立状态（人的重心到悬点O 的距离恢复为l 1），且保持该状态到最高点C 。

设人的质量为m ，不计踏板和绳的质量、不计一切摩擦和空气阻力，求（1）人第一次到达最低点B 还处于下蹲状态时，两根绳的总拉力F 为多大？（2）人第一次到达最高点C 时，绳与竖直方向的夹角α为多大？（可用反三角函数表示）例2、关于荡秋千，为什么能越荡越高，下列说法正确的是（ ）A 、秋千所受到的外力有重力和吊绳的拉力，重力是保守力，绳的拉力在秋千运动的过程中处处与踏脚板的运动方向垂直而不做功，所以秋千运动符合机械能守恒定律B 、荡秋千时，在最高点处人应站直，此时人的重心位置高，势能大，到最低点时人要下蹲，让势能转化为动能C 、荡秋千时，是人的内力的功转化成了荡秋千时的机械能D 、内力做功是不能改变物体的运动状态的其实荡秋千的动力学是相当复杂的，对高中生来说，想要解决此类问题还比较困难，下面我们通过建立合理的模型仔细地研究这个问题。

图2 图1朝鲜族体育 活动站立荡秋千2 建模分析首先，我们分析一下人的运动（忽略秋千绳子以及踏板的质量）。

在荡秋千的过程中由于人肢体伸展变化多端，人各部分的运动也复杂多变，这导致了荡秋千问题的复杂性。

如果人的身高比秋千绳长小得多时，人身高的变化相对绳子的长度就可以忽略不计，我们可把人粗略看作是单摆的来回振动，但有时绳子的长度比人的身高长不了多少，人身高变化的影响就不能忽略，不能简单地看作单摆的运动。

《荡秋千》幼儿园大班教案一、教学内容本节课选自幼儿园大班教材《快乐成长》第四章“有趣的物理现象”，具体内容为第三节“荡秋千”。

二、教学目标1. 让幼儿了解秋千的运动原理，培养幼儿对物理现象的兴趣。

2. 培养幼儿团队协作精神，提高幼儿的沟通能力。

3. 培养幼儿勇于尝试、克服困难的精神。

三、教学难点与重点教学难点：秋千的运动原理。

教学重点：让幼儿在实践操作中体验秋千的乐趣，培养团队协作精神。

四、教具与学具准备教具：秋千模型、图片、视频、绳子、小桶、水、测量工具等。

学具：画笔、画纸、剪刀、胶水、绳子等。

五、教学过程1. 实践情景引入（1）邀请幼儿观察秋千，讨论秋千是如何运动的。

（2）组织幼儿分成小组，每组派出一名代表体验秋千，其他幼儿观察秋千的运动。

2. 例题讲解（1）讲解秋千的运动原理，如力的作用、摆动周期等。

（2）通过图片和视频，让幼儿更直观地了解秋千的运动原理。

3. 随堂练习（1）组织幼儿进行秋千制作，培养动手能力。

（2）让幼儿分组进行秋千比赛，提高团队协作能力。

（1）让幼儿分享在实践操作过程中的感受。

六、板书设计1. 《荡秋千》2. 内容：（1）秋千运动原理（2）实践操作方法（3）团队协作意义七、作业设计1. 作业题目：制作一个简易秋千，并和家人分享秋千运动原理。

2. 答案：略。

八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课幼儿积极参与，实践操作环节表现出较高兴趣。

但在讲解秋千运动原理时，部分幼儿理解困难，需要教师耐心引导。

2. 拓展延伸：（1）让幼儿观察生活中的秋千现象，如秋千、钟摆等，进一步了解秋千运动原理。

（2）开展家庭实践活动，让幼儿与家人共同制作秋千，增进亲子关系。

重点和难点解析1. 教学难点：秋千的运动原理。

2. 实践情景引入：让幼儿观察秋千，讨论秋千是如何运动的。

3. 例题讲解：讲解秋千的运动原理，如力的作用、摆动周期等。

4. 随堂练习：组织幼儿进行秋千制作，培养动手能力。

5. 板书设计：秋千运动原理的内容展示。

物理荡秋千最高点受力分析,八年级秋千是什么？秋千是我们最常见的玩具，也是一种运动器械。

它主要依靠人体重心的移动使秋千荡起来。

那怎样求出在这个过程中所受到的力呢？我认为这可以用几何知识解决。

首先想办法把物体固定住（比如两只脚）；其次找到支点和重心；然后由支点和重心向下分别做水平方向和竖直方向上的力。

力从物体沿着力的方向指向另外一边的终点（支点），也就是说任意一段位置都存在支点和重心，所以可得出任意时刻力所作用线的垂直方向和水平方向夹角之间的余弦值为90°，并根据勾股定理算出最大值和最小值。

总共有三个支点和重心需要计算：90°+1、90°-2、90°+3.从而得出了所有位置受力情况。

至于你问什么是最高点，最低点，这与绳子和支点有关系。

若为静止状态或匀速直线运动时则没有，即重心的高度为0。

若绳的长短不同，那就有一个最低点（重心与地面相切点）和最高点（绳自身的最高处）。

但无论哪里，对物体本身而言始终是无限的，除非这根绳子断掉了。

秋千摇摆的过程实际就是重心和支点绕支点旋转的过程，因此一般会出现两次最高点和一次最低点。

如果能保持重心或支点为一条水平直线且与绳相切的话，那么秋千就不停的摆动下去。

高度的变化不影响受力分析的结果。

所以只需考虑最高点受力情况即可。

若要设支点，必须满足上述条件。

在高度方向取任意一个距离 L，对应重心的最大值和最小值（最大值小于最小值），所以只需选择 L1=最大值-（最小值- l）/2的任意一点即可。

例题详解例题一：甲用力拉乙使她升高，此时重心的受力情况是怎样的？甲对乙的力是施加给乙的力还是摩擦力？用牛顿第二定律和功的原理很容易解决，将乙推离支点 M，由牛顿第二定律知她所受合力为Ft，摩擦力为 f'，合力与支点 M 之间的夹角为θ，功的原理知甲对乙的拉力等于对手臂做正功，由功的原理，知他所提供的机械能转换成了乙对甲的弹力，即 F''=-（ Ft- f'）/2。

秋千越荡越高的原理及应用1. 简介秋千是一种常见的儿童游乐设施，它被广泛应用于公园、学校和家庭等地方。

秋千的特点是当人们坐在上面荡动时，可以越荡越高，给人一种刺激和快乐的感觉。

本文将介绍秋千越荡越高的原理，并探讨了这种原理的一些应用。

2. 原理秋千越荡越高的原理可以归结为两个主要因素：重心的转移和动能的转换。

2.1 重心的转移秋千座椅上的人体重心位置发生变化时，有助于秋千越荡越高。

当秋千座椅下降到最低点时，人体的重心位于座椅的最低点，这时秋千获得了最大的动能。

而当秋千座椅向上摆动时，人体的重心位置也随之上升，由于惯性的作用，人体会继续向上移动，使得秋千可以越荡越高。

2.2 动能的转换动能的转换是秋千越荡越高的另一个关键因素。

当人体在最高点速度为零时，动能全部转化为势能。

而当秋千座椅向下荡动时，势能转变为动能，在最低点达到最大动能。

这种动能的转换使得秋千能够持续地越荡越高。

3. 应用秋千越荡越高的原理在游乐场、体育馆和科学教育等领域有广泛的应用。

3.1 游乐场秋千是游乐场中最受欢迎的儿童设施之一。

它不仅能够提供儿童在运动中的乐趣，还有助于锻炼他们的平衡能力和协调能力。

秋千越荡越高的原理让儿童在荡动中感受到重力和惯性的力量，增加了游戏的刺激性，让他们体验到快乐和自信。

3.2 体育训练秋千越荡越高的原理在体育训练中也有应用。

例如，在体操训练中，运动员可以通过荡秋千锻炼身体的柔韧性和平衡能力。

此外，秋千荡动还可以训练运动员的核心肌群和肌肉协调性，提高他们的运动能力。

3.3 科学教育秋千越荡越高的原理在科学教育中可以作为一个有趣的实验。

通过观察和测量秋千在不同条件下的荡动情况，学生可以学习到重心和动能的概念，并探索重力和惯性对运动的影响。

这种实践性的学习方法可以激发学生对科学的兴趣，培养他们的观察、思考和解决问题的能力。

4. 结论秋千越荡越高的原理是重心的转移和动能的转换。

这种原理在秋千的设计和使用中得到了广泛的应用，为儿童提供了游戏乐趣，同时也为体育训练和科学教育提供了有趣的实践场景。

荡秋千的动力学研究摘要荡秋千不需要借助外力，却能越荡越高，从动力学的角度研究其原理。

关键词荡秋千；动力学；动量矩；机械能小孩在秋千上时而站起，时而蹲下，秋千就能越荡越高，这是什么道理呢？仔细对荡秋千的过程进行观察，就会发现，小孩站起和蹲下是有规律的。

当秋千荡到最高点处，小孩蹲下，而在最低点时，他又站起，这就是秋千越荡越高的秘诀。

如图1所示。

图 1图中用一个黑点代表小孩的质量中心，他每次站起和蹲下所改变的距离用Δl 表示，l表示小孩站起时质点离秋千悬挂点的距离。

设小孩从p点开始摆动，摆到接近最低点q处便开始站起，然后从q’处继续摆动，摆到s点到达最高点；然后又蹲下，往回摆，摆到接近最低点时又站起来。

这样，每站起来一次，摆的幅度就增大一些。

下面用动力学原理来证明这一结论。

设起始的幅角是θ0，由机械能守恒原理可求得摆到最低点q时的速度vq，它将满足下列方程：mvq2=mg（l+Δl）（1-cosθ0）或cosθ0=1- （1）如果小孩在q点不站起来，按机械能守恒原理，则用vq这样的速度所能摆的幅角仍然是θ0。

现在小孩突然站起，他的质点由q升到q’并以vq’的速度继续摆动。

vq’和vq有什么关系呢？在这一瞬间，秋千受到的外力（即重力）恰好是通过轴的，因此系统的动量矩守恒。

列出动量矩守恒的关系式，（为方便计，用线速度表示式）m vq’.l=mvq（l+Δl）即：vq’=（1+）vq （2）显然，vq’>vq相应于vq’，再用关系式（1），可得摆动的幅角θ0’关系式为便于比较，将上式写成而>1，所以有：cosθ’0θ0由此可见，通过人的一蹲和一站，秋千的摆动幅度就不断的增大，从而实现了越荡越高的目的。

下面再讨论一下秋千升高所需能量来源。

初步一想，就会想到小孩站起来时，克服重力作了功，能量的增加必然来自这一过程。

小孩站起升高的高度为Δl，做的功是不是就是mgΔl呢？这个功是存在的，但是在小孩下蹲时，又会损失mgΔlcosθ0’的势能。

谈谈荡秋千的力学原理荡秋千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。

这样,我们就把人和秋千组成的系统抽象为一个摆长可变的原摆,称之为可变摆长原摆模型。

完成第一次摆动质心所走的路径为a-d-e-b-c,人站立时的等效摆长oa=ob=oc=l1,人下蹲时的等效摆长od=oe=of=l0,l0>ll。

荡秋千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。

这样,我们就把人和秋千组成的系统抽象为一个摆长可变的原摆,称之为可变摆长原摆模型。

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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。

这样,我们就把人和秋千组成的系统抽象为一个摆长可变的原摆,称之为可变摆长原摆模型。

完成第一次摆动质心所走的路径为a-d-e-b-c,人站立时的等效摆长oa=ob=oc=l1,人下蹲时的等效摆长od=oe=of=l0,l0>ll。

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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。