实验器材

一根木棍、一个内径大于木棍直径的橡胶垫圈。

实验内容

（1）　　　 将小木棍竖直放置在桌面上，并将橡胶垫圈套在木棍的顶端，如图所示，这时可以向学生提问：如果放手让橡胶垫圈自由下落，垫圈由木棍的顶部到底部需要多少时间？

（2）　　　 通过快速晃动小木棍，使橡胶垫圈在小木棍的顶部旋转起来，造成垫圈一边旋转一边下落的效果，再向学生提问：为什么这次下落的情况与上一次不同？

实验现象与解释

如果仔细观察垫圈旋转和下落的速度，就可以发现：垫圈旋转的速度越快，它下落的速度就越慢；反之，垫圈旋转的速度越慢，它下落的速度就越快。

橡胶垫圈与小木棍之间的摩擦阻碍了垫圈的直接下落，垫圈旋转的越快，它所受到的垂直于小木棍的力就越大，因此它的旋转面受到的摩擦力就越大，它下落的速度就越慢。从能量的角度看，垫圈直接下落时，重力克服摩擦力做功，重力势能变为平动动能。当垫圈转动时，它的转动动能来自垫圈所受切向分力的力矩做功。当垫圈的转动动能大到旋转面较稳定时，垫圈在竖直方向受到的合力较小，重力势能减少得就较慢，即下落得较慢。