大学物理 ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (11): 56-59.doi: 10.16854 /j.cnki.1000-0712.200094

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彩虹圈下落过程的动力学分析及实验验证

张声遥,柳福提,曾志强,何伟,施明阳,李燕群   

  1. 宜宾学院理学部物理学院,四川宜宾644007
  • 收稿日期:2020-03-16 修回日期:2020-05-21 出版日期:2020-11-10 发布日期:2020-11-17
  • 通讯作者: 柳福提,E-mail: futiliu@ 163.com
  • 作者简介:张声遥( 1982—) ,男,四川宜宾人,宜宾学院理学部物理学院讲师,博士,主要从事大学物理教学和凝聚态物理研究.
  • 基金资助:
    四川省教学改革项目( JG2018-755) ; 宜宾学院教学改革项目( JGY201827; JGZ201809) 资助

Dynamic analysisand experiment of the falling process of slinky

ZHANG Sheng-yao,LIU Fu-ti,ZENG Zi-qiang,HE Wei,SHI Ming-yang,LI Yan-qun   

  1. Department of Physics,Yibin College,Yibin,Sichuan 644007,China
  • Received:2020-03-16 Revised:2020-05-21 Online:2020-11-10 Published:2020-11-17

摘要: 静止垂直悬挂的彩虹圈,在上端释放后,与一般物体自由下落不同,其底端保持悬空不动,上端如多米诺骨牌般依

次往下收缩直至低端,塌缩到最小长度才开始整体做落体运动.针对彩虹圈下落的有趣现象,建立了静态模型和动态模型,利

用动力学原理进行详尽分析,并进行实验测量,所得实验结果与理论计算结果符合得很好,误差不超过1%. 从物理上解释了

彩虹圈的塌缩过程实质上是波的传播过程,波有限的传播速度导致了彩虹圈奇妙的下落现象.

关键词: 彩虹圈, 下落过程, 动力学分析, 波的传播

Abstract: A slinky exhibits unusual behavior when it is released at the top end from the rest hanging state under

its own weight. This article performs an analysis on the dynamics of a free falling slinky by static and dynamic

models according to college physics,and has found that the peculiar motion of a falling slinky is due to the wave

propagation. The experiments have verified the conclusions from the models.

Key words: slinky, falling process, analysis of dynamics, wave propagation