收放自如
展品简介
这件展品叫做“收放自如”。
我们在观看花样滑冰比赛时除了被参赛选手优美的动作吸引感慨。有没有产生过这样的疑问为什么运动员高速旋转而抱臂，而张开双臂速度就会变慢呢？他们是怎样调节自己的身体的呢？
在解答这个问题之前，我们来体验下这件展品。展品中间有一个座椅，请你坐在体验区，点击按钮，使整体装置转动起来！接下来，请你双手分别握住左右两个扶手，分别向外拉动扶手，然后再向内拉动扶手，观察拉动的过程的，你的旋转速度有没有变化。我们发现，向外拉动扶手时，旋转速度会变慢，向内拉动扶手时，旋转速度会变快。这是由于当一个物体旋转起来，我们通常用角动量来描述它的转动状态，当物体的转动不受外力的影响时，它的转动状态会保持不变，也就是说角动量会保持不变，这便是角动量守恒。当运动员单脚着地在光滑的冰面旋转的时候，我们可以近似地认为运动员的转动不受外力的影响，也就可以近似地认为，在短时间内运动员的角动量守恒。角动量为转动惯量和角速度的乘积，由于角动量守恒。当向外拉动扶手时，由于质量分布发生了变化，转动惯量变大了，因此，角速度会变小，反之，向内拉动扶手，质量分布更集中了，转动惯量变小了，因此，角速度变大了。运动员也正是依靠身体的动作改变质量分布，从而改变旋转速度。
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