麦克斯韦滚摆演示仪 BJDLL-19
滚摆的运动是摆轮质心的平动与摆轮绕轴转动的合运动。以地球、滚摆为系统,滚摆在运动过程中(忽略空气阻力)没有外力做功、没有非保守内力做功,系统的机械能守恒。即:滚摆的重力势能与滚摆的动能之和保持不变。以最低点为重力势能的参考点,滚摆上升到顶点时,储蓄一定的(mgh)。摆轮滚动下落时,摆轮的重力势能逐渐减小,而摆轮的平动动能(1/2mcvc2)和饶转轴的转动动能 (1/2Jcω2)逐渐增加。当悬线完全松开,滚摆到达最低点时,动能达到最大值,其数值等于摆轮在最高处的重力势能。由于滚摆仍继续旋转,它又开始缠绕悬线使摆轮上升。在摆轮上升的过程中,动能又逐渐减小,势能逐渐增加,上升到跟原来的高度时,动能为零,而势能最大。如果忽略任何阻力,摆轮每次上升的高度都应该相同,说明滚摆的势能和动能在相互转化过程中,机械能的总量保持不变。