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你有没有听到春天“咚咚”的脚步声?嗯,我的意思是,你生活的地方有没有春回大地,万物复苏呢?天气回暖,正是在户外探索的好时候.今天,我们就把实验室“搬到”户外,这个实验需要你把小伙伴邀请来一起完成！
做一做
说是实验,其实这次动手活动更像是一个游戏——“谁在滚动比赛中的速度更快?” 看,主题听起来多么有趣！并且,在实验开始之前,你还可以跟小伙伴们打个赌,猜猜谁的速度会是最快的,再用实验结果来验证一下.说了这么多,肯定有人等不及了,就让我们快开始吧！
实验用品：
1.一个实心球.比如,铅球、高尔夫球,甚至普通的玻璃弹球都可以.注意,它们必须是实心的,像乒乓球那样的空心球可不行哦.
2.一个圆盘.比如,象棋子、圆形杯垫.
3.一个圆环.比如,呼啦圈、轮胎.
实验地點：
户外,找一处有明显坡度的斜坡.
实验步骤：
三个人分别选择不同种类的一个物品.三个人在斜坡上并排站好,将三个物体置于同一水平线.三个人同时松手,使三个物体一同向下滚.猜一猜哪一个会最先到达终点,再看看结果,你猜中了吗?
大轮胎和小玻璃弹球相比,谁滚动的速度更快?呼啦圈和象棋子相比,结局又是如何?如果你们顺利完成了实验,那么结果显而易见.无论你是否猜中,在比赛中获胜的一定是实心球.这是为什么呢?
想一想
不论物体有多重,个头有多大,从滚动速度来看,实心球要比圆盘快,而圆盘又比圆环快.我们知道,所有物体都有一个重心,形状规则、均匀的物体,重心就是它的几何中心.我们在实验中用到的物体,重心都是它们的几何中心,但这三种物体的质量分布却大不相同.实心球的质量极紧密地分布在重心周围；圆盘的质量则只是均匀地分布在穿过重心的一个面上；圆环的质量也是分布在穿过重心的一个面上,但质量全部集中在远离重心的 .
在这里要给大家介绍一个概念——转动惯量.转动惯量可以理解为,一个物体对于旋转运动的惯性.也就是说,我们选的三个物体,从静止到旋转,转动惯量小的物体,更容易改变原来的静止状态,转动的速度就越大；反之,转动惯量大的物体,更不容易改变原来的静止状态,转动的速度就越小.
那么这三个物体的转动惯量如何比较呢?原来,质量分布越是靠近重心,转动惯量越小.这回你明白了吧！实心球的质量紧密地分布在重心周围,它的转动惯量最小,滚动的速度最快；圆环的质量分布离重心最远,它的转动惯量最大,滚动的速度最慢.
试一试
今天讲了很多知识,但更多的是需要我们动手尝试.想想看,你想做怎样的尝试呢?比如,两个物体一组,同样是实心球或者圆环,如果直径不同,会有什么样的结果呢?小玻璃弹球和高尔夫球,哪个转得更快?轮胎和呼啦圈,哪个转得更快?还可以有怎样的组合呢?通过这些尝试,你又有哪些发现呢?
从花样滑冰运动员的旋转中,我们也可以看出同样的原理.他们的旋转从张开双臂开始,随着旋转,双臂逐渐向身体靠近,这样质量也在向重心靠近,使得转动惯量不断减小,所以身体旋转的速度也在不断加快.
快球论文参考资料：
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