科学实验小课堂：有趣的小丑走钢丝

我们经常看到杂技演员走钢丝或是骑车走钢丝的表演，让我们叹为观止。可是你知道这些杂技演员为什么能在那么细的钢...



我们经常看到杂技演员走钢丝或是骑车走钢丝的表演，让我们叹为观止。可是你知道这些杂技演员为什么能在那么细的钢丝上表演吗？让我们借助科学实验器材通过下面的实验让我们一起来探究其中的原理吧。



实验重点：感知物体的重心与稳定的相互关系。

实验目的：

1.了解什么是重心。

2.了解重心与支点的变化。

实验认知：重心，是在重力场中，物体处于任何方位时所有各组成质点的重力的合力都通过的那一点。规则而密度均匀物体的重心就是它的几何中心。不规则物体的重心，可以用悬挂法来确定。物体的重心，不一定在物体上。另外，重心可以指事情的中心或主要部分。

支点：是支撑物体的那个点，本课中的塑料竖棍与物体接触的点就称为支点。

实验步骤：1.认识实验器材：小丑模型、磁铁、棉线、吸盘。



2.有水彩笔的同学把小丑打扮一下，取一支铅笔或用一只手指如何能让小丑模型在手指（铅笔)上保持平衡不掉？接下来用四块磁铁分别吸在小丑模型的两只手掌对称的地方，再用手指（铅笔）抵在小丑的嘴部作支点，看看会有什么结果和变化。看看小丑模型借助四块磁铁就能倒立不倒，为什么呢？

3. 我们把四块磁铁分别吸在小丑模型两支脚部对称的地方，把棉线一头系上吸盘，再把吸盘吸在光滑的玻璃面上，一手拽紧棉线，一手把小丑模型按两腿夹缝放在棉线上；上下调整棉线高低，看！我们的小丑可以走钢丝了！



4. 我们把四块磁铁分别吸在小丑模型两支手掌部对称的地方，把小丑模型头部朝下嘴部开口的地方放在棉线上；上下调整棉线高低，看！我们的小丑可以倒立着走钢丝了！(当在小丑的两手或两脚上粘上磁铁的时候，这时整个小丑的重心已经移到了口部或是两夹缝的向下的垂直与地面的延长线处，从而造成重心低于支点，当小丑的摆动幅度不是很大的情况下，其可以晃晃悠悠地从高处滑向低处而不致于掉下去。但当小丑的摆动幅度较大 ,如两磁铁朝上时，由于重心高于支点，所以小丑要重新寻找新的平衡，这时便很有可能会掉下，可以尝试把磁铁吸在手（脚）上比吸在臂（腿）上要更为稳定。)



提示：磁铁掉在地上易碎;要远离易被磁化的物品，如软盘，信用卡，电脑显示器，手表，手机，医疗器械等。



知识拓展：大约在新石器时代，中国的杂技就已经萌芽。原始人在狩猎中形成的劳动技能和自卫攻防中创造的武技与超常体能，在休息和娱乐时，在表现其猎获和胜利的欢快时，被再现为一种自娱游戏的技艺表演，这就形成了最早的杂技艺术。

杂技能帮助发展反射神经，而事实上杂技师都发展出了高度的反射神经，那是和人类通常的活动无关的反射。这些反应力是经由重复那些起先慢慢学会的复杂动作训练出来的。在那些多样的过程训练反应力的同时，新的、更难更复杂的技巧也继续地“奠基”在先前已经开发好的技能上。这些新的复杂技能终将变得更加直觉化，而到最后，许多非寻常的反射神经就被开发了出来。一个例子是，要抓住一颗生蛋对于初学杂技的人可能很具挑战性，但更具技巧的杂技师可能可以在不弄破蛋的情况下，接住那些无预警地向他丢掷的鸡蛋。

其实在这些杂技表演中还有应用重心低于支点的原理。

比如走钢丝的演员为了不使自己的身体很大幅度地左摇右晃，手里往往都要拿一根长长的杆子，这样相当于延长了手臂的作用，也就是使身体的重心尽量保持在小幅范围的晃动。另外，这根杆子不是被举起来的，而是尽量放低，这样身体的重心就下移了，重心低于支点时才更为稳定，就是这个原理。



还有的杂技演员就是运用的平衡技术。平衡技主要是表演者试图将自己处于难以平衡的状态，但仍然维持平衡并进行各种表演。平衡技可以单独进行舞蹈、跳跃翻滚等动作，或者和任何一种操控技结合，变成难度更高的演出。

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