2023年江蘇省考常識積累：石英鐘的秒針為什么會停在“9”上
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石英鐘的秒針為什么會停在“9”上
時鐘是我們生活中常見的物品，它一般用來提醒人們當前的時間。很多市民家里都掛過時鐘，但是不知道細心地你發(fā)現(xiàn)沒有：當石英鐘沒電時，它的秒針很有可能停留在刻度盤上“9”的位置，甚至有些恐怖片也把這種現(xiàn)象用來渲染氣氛，聽起來是不是有一絲絲詭異呢？為什么會有如此的詭異的事件發(fā)生呢，我們一起去看看其中的道理。
我們先來看看石英鐘的工作原理，石英鐘的動力來源一般是電池，也就是說，它是依靠著電力的驅動。在平日里，因為使用習慣的原因，一般情況下，人們是把石英鐘樹立放置或者樹立的掛起來，而不是平放在某個平面上。因此，石英鐘的指針需要走動的話，它的秒針需要克服指針的重力，對指針做功，秒針轉動，時鐘才能跟著運行，秒針從數(shù)字12到數(shù)字6的過程中是向下運動的，重力的作用會使秒針順時針轉動。當秒針從數(shù)字6向數(shù)字12運動時，重力會變成阻力。這個過程用物理知識可以解釋為：這其實其實這是一個與地球引力以及時鐘動能有關的問題，12點到6點時，指針的重力對齒輪系統(tǒng)產生阻力，齒輪系統(tǒng)依靠電池供電而做功，克服重力，帶動指針運轉，因此消耗能量。在這個過程中，9點的位置，通過指針重心的直線到旋轉中心的距離最大，因而重力矩也最大。
在石英鐘運轉過程中，其秒針的走行力矩大小的變化規(guī)律為3點至9點逐漸變大、9點至3點逐漸變小，變化量呈正弦曲線態(tài)勢。當石英鐘在電池快沒電的時候，電壓不變電流變小，因而驅動力變小，當秒針走到重力矩最大的位置，也就是刻度“9”的位置時，這個時候齒輪產生的動力不足以使步進馬達驅動秒針擺脫地球引力，因此，秒針在8點至9點位置停止的概率最大。實際上，當石英鐘電池沒電的時候，秒針在多數(shù)也停在這個位置。
刷題鞏固
1、掛在壁墻上的石英鐘，當電池的電能耗盡而停止走動時，其秒針往往停在刻度盤上“9”的位置。這是由于：
A. 秒針在“9”位置處受到重力矩的阻礙作用最小
B. 秒針在“9”位置處受到重力矩的阻礙作用最大
C. 偶然因素造成的
D. 分針在“9”位置處受到重力矩的阻礙作用最大
正確答案是 B
石英鐘的秒針從數(shù)字12到數(shù)字6的過程中是向下運動的，它所受的重力會幫助秒針順時針轉動。當秒針從數(shù)字6向數(shù)字12運動時，是上升運動，所受重力會變成阻力阻礙秒針的轉動，而秒針轉到數(shù)字9時阻力臂最長，使重力的阻力矩最大，故秒針最易停在數(shù)字9處。
故正確答案為B。
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