不倒翁是一种古老的汉族儿童玩具，最早记载出现于唐代。形状像人而在造形和重量上制成一经触动就摇摆然后恢复直立状态。不倒翁也可比喻某些善于应付环境而能长期保持自己权位的人，有贬义。

原理介绍

上轻下重的物体比较稳定，也就是说重心越低越稳定。当不倒翁在竖立状态处于平衡时，重心和接触点的距离最小，即重心最低。偏离平衡位置后，重心总是升高的。因此，这种状态的平衡是稳定平衡。所以不倒翁无论如何摇摆，总是不倒的。再比如像我们在科技馆看到的“锥体上滚”实验，也是这个道理，由于锥体的形状和两边轨道的形状，使它的重心在下降，但看起来好像在上升，向上滚与生活中的事实不符合。但它只是一种假像，看到它的本质，还是重心降低了，因此重心越低越稳定。在生活中为增加物体的稳定性，我们常采用加重下面的重量，如电扇底座、话筒架、公共汽车站牌等。

特征

形体结构

不倒翁为空心壳体，重量很轻；下半身是一个实心的半球体，重量较大，不倒翁的重心就在半球体之内。下面的半球体和支承面之间有一个接触点，这个半球体在支承面上滚动时，接触点的位置就要发生改变。不倒翁始终用一个接触点站立在支承面上，它永远是一个独脚体。

平衡的稳定性

不倒翁在受到外力的作用时，就要失去平衡，而在外力去除后，不倒翁能自行回复到平衡状态，这说明不倒翁具有一种抵抗外力干扰保持平衡的能力，这就是平衡的稳定性。这种抵抗干扰保持平衡的能力的形成，应该从不倒翁的受力情况来看。

受力情况

第一，不倒翁平衡的受力情况。 不倒翁在桌面上，受到两个外力的作用：一个是重力G，地球对不倒翁的吸引力；另一个是支持力，桌面对牛球体的反作用力。根据物体的平衡条件，只要这两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上，不倒翁就能够保持平衡的状态。

第二，不倒翁倾斜的受力情况。不倒翁倾斜时受到两个力矩的作用，我们称外力的作用为干扰，外力形成干扰力矩；另一个叫抵抗力矩，由自身的重力形成。本来不倒翁是直立的，由于外力的作用，外力对不倒翁与制成面的接触点产生力矩，使不倒翁倾斜，打破原来的平衡。

力学原理小结

综上所述，这个原理的要点在于：使重力的作用线偏离支点，使重力对支点产生力矩，即抵抗力距。由于不倒翁倾斜的角度不断增大，重力作用线的偏移量随之增大，抵抗力矩也随之增大，最终实现和外力力矩的平衡，不倒翁抵抗外力干扰、保持平衡的能力就是这样形成的。

相关来历

早在属于母系社会的西安半坡村遗址中曾发掘到一种提水壶。这种水壶装水时，就会往一边倾斜，装满水后则会自动立起来，非常方便于打水。到了先秦时期这种水壶演变成一种“饮器”，《荀子》中讲到，孔子到鲁桓公庙参观，看见“饮器”，问是什么东西。守庙者回答：这是放在座位右边喝酒的用具，这种用具巧妙的很：当它没有装酒的时候呈倒斜状，酒装的适中，就会立起来，而装得太满，又会倾倒。经孔子“点拨”之后，后人就将这种东西放在座位右边，用来提醒自己办事做人要适中，不虚不满。由此也就出现“座右铭”一词。这些东西据考证，用的都是头轻脚重的重心原理，就是不倒翁的前身。

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