百米过线是头还是腿-百米赛跑过线

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文 | 魔力科学小实验，本文为原创，欢迎关注及转载分享。

磁铁与电池就像是物理实验界的黄金搭档与梦幻组合，由此能做出许多磁与电的奇妙实验。比如，奶爸就曾用一节电池和几枚磁铁做成了世界上最简易的电动机。今天，我又要对磁铁及电池下手了，不过这次的实验对象是一支普通的铅笔。铅笔粘上电池及磁铁，竟然飞快地转了起来！为了揭开其中的奥秘，咱们用一个小实验加以探究。

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实验所需材料

砝码、磁铁、五号电池、玻璃瓶、铅笔、木片

实验操作步骤

1.将圆柱磁铁粘接在铅笔顶部。（铅笔的另一头削尖）

2.将3节五号电池负极粘在靠近笔尖一端，正极朝外，角度大致相等。

3.木片一端上下两面用磁铁对吸。

4.木片压在瓶口，磁铁下方放一面镜子，铅笔的笔尖立于镜面，保持垂直。

4.轻轻转动铅笔后松开手。

现象及原理分析

通过上面的实验我们发现：轻轻转动立于镜面的铅笔，铅笔与电池同时旋转，松开手后，铅笔依旧在镜面上以较快速度稳稳地旋转。只要不加干预，转动就能维持较长时间。

铅笔陀螺

为什么会出现这种神奇的现象呢？原来，磁铁吸引铅笔使之直立，笔尖立在光滑的镜面上，有效减小了摩擦，而粘在铅笔上的3节电池增加了铅笔的质量，起到了配重块的作用，且由于3节电池夹角大致相等，提升了系统的稳定性。转动铅笔后，由于惯性，铅笔在镜面上保持较长时间的旋转。

通过下图可以清楚地看到磁铁、铅笔、电池与镜面相互制约及相互作用的关系。

再唠5毛钱的科普

该实验的核心机制在于惯性与质量的关系。

在物理学上，惯性是物体抵抗其运动状态被改变的性质。物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。换言之，惯性是物体保持运动状态不变的一种属性。无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。

简单一句话：一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性。

既是如此，今天的实验为何偏要在铅笔上粘上几节电池呢？这涉及到惯性与质量的关系。

惯性的大小只与物体的质量有关，因此质量是对物体惯性的量度。质量大的物体运动状态相对来说难以改变，也就是惯性大；质量小的物体运动状态相对易于改变，也就是惯性小。（质量大惯性大，质量小惯性小）

增加了电池的铅笔质量增大了，惯性也随之增大，在没有外力干预的情况下，旋转的时间会更久。

举个最简单的例子：下坡道路上，行驶着的重型货车比小轿车更难以刹停，就是这个道理。

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此外，紧急刹车时，人会往前倾；扔出手的纸飞机继续飞行；出膛后继续前进；停电后，风扇不会立即停止转动；百米赛跑过线后不会立即停止奔跑……诸如此类现象，都是惯性的体现。

在地球表面，惯性时常会被摩擦力、空气阻力等效应所掩蔽，从而使物体的移动速度变得越来越慢，通常最后变成静止状态。在今天的实验里，假如忽略摩擦力和空气阻力，铅笔将一直保持运动。

但，这可能吗？

脑洞时间

利用今天实验所学，开动脑筋想一想：汽车行驶速度越快，惯性是否越大？欢迎留言区探讨，咱们下期见！

实验注意事项

本次实验用到干电池，使用完后请妥善处置。儿童请在成人监护下操作实验，并确保安全。

往期精彩实验回顾：

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