最难学的不倒翁（不倒翁真的倒不了吗）

不倒翁是一种历史悠久的儿童玩具，早在唐代的时候就已经出现了。唐朝时期一个民间艺人发现一个流行的劝酒工具叫“捕醉仙”，它长得颇为可爱，就将其制成头戴乌纱，身穿官服的不倒翁，没想到这个玩具大受孩童的喜爱，并流行起来，直到今天，依旧没有退出“玩具界”舞台，并且应用范围越来越广。

那大家有没有想过为什么不倒翁就不会倒呢？今天【科普N课堂】就给大家简单地来聊一聊其中的奥秘吧~

一、不倒翁为何不倒的力学原理

1、不倒翁为何不倒？

首先，要知道“事物的重心越低那么它的状态就愈加稳定”。

光说不练，不能切实体验，大家在老师的指导下玩起了“重心游戏”：通过两人互推，感受是否重心放的越低越稳。当然结果是√的！

这个原理对于上轻下重的物体也是一样：不倒翁上半身是空心、重量轻，下半身实心的半球体，重量大，所以说不倒翁的重心就在半球体之内；而半球体和支撑面之间有一个接触点，可以说它的重心和接触点间的距离也是最小的，即重心达到了最低，所以在不倒翁竖立时是处于平衡状态的；

在外力的作用下不倒翁发生倾斜，其实就使不倒翁与支撑面的接触点位置发生改变，它的重心随之升高，那它的重力和它的接触点之间就产生一个力矩，由于这个力矩的作用，使不倒翁倾斜，打破了原来的平衡。

不倒翁倾斜，半球体向一侧滚动，接触点随之移动，形成了新的接触点，即形成了新的支点，此时重力的作用线和原支点不在同一直线上，在重力的作用下就会使它绕支点摆动；

且不倒翁倾斜的程度越大，支点离开重心的水平距离就越大，那么重力产生的摆动效果也会随之增加，但使它恢复原位的趋势也会越来越显著，所以无论怎样摇晃，不倒翁就是不会倒下去。

2、不倒而且还会回归原位？

势能低的物体比较稳定，且物体一定会向着势能低的状态变化。（p.s.重力势能是物体因为重力作用而拥有的能量，物体的质量越大、相对的位置越高、做的功越多，从而使物体具有的重力势能变大）

当不倒翁倒下的时候，由于集中了大部分重心的底座被抬高，造成势能增加，所以不倒翁会恢复原来的位置（也就是势能低的状态）。

此外，不倒翁底部为圆形，摩擦力小，便于不倒翁回到原来位置。

这就是不倒翁不倒的秘密，大家明白了吗？

二、不倒翁原理的应用

不倒翁的力学原理——可不仅仅是制作成玩具逗大家一乐，在建筑设计、生活用品、汽车结构设计以及体育健身等方面都用得到！

有1300年历史的西安小雁塔，历经几十次地震而不倒，让人惊奇。原因何在？原来小雁塔塔基四周直径60米左右的地下，由外至塔基中心处的夯土层逐渐加深，中心部位是数层青石，上面用砖砌出塔基，同时地面垒了三米高的台基，其正上方才是塔身。这使得此塔整体上好似不倒翁一般，故虽经千年而无大恙。

汽车在设计制造时，通过增加底盘占整个车体重量的比例，降低汽车的重心，可以使汽车在紧急刹车或者转弯时，保持平衡状态，避免撞车、翻车等危及生命安全的交通事故的发生，这就是用了不倒翁原理来提高汽车的操控性能。

还有更多不倒翁创意产品，如不倒翁式牙刷、不倒翁式水杯、不倒翁式沙袋等等，都是利用了"上轻下重的物体因重心低而更加稳定"的原理。

三、动手做个不倒翁

掌握了不倒翁原理，不妨将原理付诸于实践，自己动手制作个不倒翁，看是不是真的会不倒吧！

大家利用手中的小球、彩色卡纸、彩色画笔、胶水和剪刀，按照老师的指导以及自己学习到的原理、附加可爱的创意，创作出了各型各色的不倒翁。

活动结束，大家拿着自己亲手做的不倒翁玩具一起来张大合影，别提多开心了，而且还学习到了那么多知识，简直太赞了，期待下次【科普N课堂】开讲吧！

参考文章

不倒翁（玩具）_百度百科

https://baike.baidu.com/item/不倒翁/3302831?fr=aladdin

不倒翁真的不能倒下吗？不倒的原理是什么？

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1616626482050803852&wfr=spider&for=pc

不倒翁原理及运用 - 道客巴巴

http://www.doc88.com/p-5857788804237.html

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