中小學生課外閱讀中華學生百科全書物理天地

《中小學生課外閱讀中華學生百科全書物理天地》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

物體的慣性一場精彩的馬戲表演正在進行，演員騎在飛奔的駿馬上，做著各種各樣驚險的動作，時而馬底藏身，時而側身拾瓜，接著又將撿起的西瓜高高地拋向空中，西瓜好像很聽話，又落回到了演員的手里。突然演員從馬背上騰空而起，“不好，他會落到地上的！”，就在觀眾為演員捏著一把汗的時候，演員卻穩(wěn)穩(wěn)地落回到馬背上。令人驚嘆不已。對于這類奇怪的現(xiàn)象，讀者也可以親自試驗一下，例如：當你坐在勻速行駛的汽車、火車、船或飛機上時，將一頂帽子垂直向上拋出去，它決不會落到后邊的座位上，還是會落到你的手中。這是為什么呢？其實這是物體的慣性在起作用。物理學告訴我們：一切物體在沒有受到外力作用時，總是保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。物體的這種性質就叫做慣性。也就是說在沒有外力干預的情況下，運動起來的物體有保持運動的怪脾氣；同樣，不動的東西則有保持不動的嗜好。生活中最常見的物體慣性的例子，恐怕要數(shù)坐在汽車上的乘客最能體會了：正在前進的汽車突然停下來，乘客就紛紛向前傾倒。這是因為汽車已經(jīng)停止，而乘客由于慣性要保持原來速度前進的運動狀態(tài)的緣故。停在車站上的汽車突然啟動的時候，乘客們又一個個身不由己地向后傾倒，這是因為汽車已經(jīng)開始前進，而乘客由于慣性要保持靜止狀態(tài)的緣故。應用慣性知識，善于思考的讀者一定會想到從馬背上騰起一段時間，仍能落回到馬背上的道理。正在奔跑的馬，由于馱著西瓜和人一起向前運動，故而西瓜、人與馬具有相同的速度；而當西瓜被拋起、人從馬背上跳起、脫離馬的時候，由于慣性的作用，在水平方向仍然保持原來的前進速度（空氣阻力不計）。這樣，西瓜或人從拋上到落下，在水平方向上，西瓜、人、馬都以相同的速度前進，所以演員最終一定會落到馬背上，西瓜會落到演員手里，沒有落在地上的危險。慣性是物體本身的一種屬性，它是客觀存在的。認識了慣性，日常生活、工作中就可以自覺地利用慣性為我們服務。例如，錘子頭松了，拿著錘子把在石頭上墩一墩，由于錘把碰到硬物停止運動后，錘頭由于慣性繼續(xù)向下運動，就緊箍在錘把上了。在光滑的路面上騎車，將車蹬起來達到一定速度后，停止蹬車，車依靠慣性仍能走一段距離；如果路面阻力很小，車利用慣性可走很長距離。宇宙飛船飛向月球也要利用慣性。飛船飛出地球的大氣圈以后，它所遇到的阻力幾乎是零，飛船可以在不使用燃料的情況下，按已經(jīng)得到的速度飛行。慣性的例子在日常生活中是不勝枚舉的。給我們帶來不便的慣性，就要設法減小它的作用效果。例如：坐汽車或飛機時要將安全帶系好，沒有安全帶時則要扶好坐穩(wěn)，以免人由于慣性作用而使身體受到磕碰傷害。汽車、自行車在剎車時一定要剎住后輪，否則會很危險。比如：飛快騎自行車的人，當他遇到緊急情況，突然用前閘剎車時，車身后部會跳起來，甚至整個車身會以前輪為支點向前翻倒。這是因為前輪雖已停止運動，但是后輪和人由于慣性卻要繼續(xù)向前運動的結果。那么剎住后輪，為什么前輪向前沖的慣性不會使車子翻倒呢？因為這時整個車身以后輪為支點，由于車身受到地面的阻礙，要想往前翻，是翻不過去的。

1有趣的作用和反作用你只要仔細觀察，便會發(fā)現(xiàn)這樣一個有趣的現(xiàn)象：每一個力都有一個相等的反作用力。請看大力士揮手劈磚：在手給磚作用力的同時，磚也給手回敬了一個大小相等而方向相反的反作用力；當物體放在地面上時，物體對地面便有一定的壓力，同時物體也受到地面的反作用力（支撐力），它們也是大小相等、方向相反的，分別作用在地面上和物體上。作用和反作用的現(xiàn)象在我們的日常生活中處處可見。對任何作用力來說，總是存在一個數(shù)值相等、方向相反的反作用力。作用力與反作用力總是作用在兩個不同的物體上。這就是物體間的相互作用規(guī)律——牛頓第三定律。宇宙間的力都是成對出現(xiàn)的，一個沒有“伙伴”的單獨的力是不存在的。人類在日常的生活、工作中總是在自覺或不自覺地應用牛頓第三定律。在你劃船或游泳時，船漿或手臂把水向后撥；在這同時，船或人體受到水向前的推力，使船或人向前行進。吹起一個氣球，然后把捏住氣球口的手松開，你將會看到當空氣從氣球里向外逃時，氣球則朝與空氣相反的方向運動?；鸺蛧姎馐斤w機就是這樣制造的：當空氣被迫朝后（或朝下）沖出時，飛機或火箭則以極快的速度朝前（或朝上）飛行。如果你的同伴和你開玩笑，將你孤零零地拋在光滑的冰面上。冰很滑，你走不了，如何脫離困境到達岸邊呢？精通物理的你非常聰明，你將身上攜帶的大書包，或身邊的大石頭使勁向遠離岸邊的方向拋出去，那么使這些物體運動的作用力的反作用力將幫助你向岸邊滑去。是反作用力幫了你一把。不過你也不要忘記還有作用力的功勞。發(fā)射炮彈所產(chǎn)生的后坐力，是反作用力給人帶來的麻煩，聰明的你是不是已經(jīng)想到了；后坐力也可以用同時向后拋射一些物質的方法來抵消。真可謂“以毒攻毒”。無后坐力炮就是依據(jù)牛頓第三定律的原理設計的。這種炮在向前發(fā)射炮彈的同時向后噴射火藥產(chǎn)生氣體，這樣后坐力就被抵消了。請讀者注意無后坐力炮并不是消滅了反作用力，反作用力是不能消滅的，有作用力就有反作用力。此時是新增加了一對作用力和反作用力，使兩個作用在炮膛上的反作用力互相抵消了。不過這樣做付出的代價也是很大的，每發(fā)一炮就要多消耗2/3甚至3/4的火藥。盡管如此，無后坐力炮還是很受歡迎的。在反映第二次世界大戰(zhàn)的影片中，我們也常能看到士兵們肩扛著無后坐力炮擊毀敵人巨大坦克的情景。無后坐力炮的炮身可以做得很小巧，這是它驕人的長處，一輛卡車就可以裝好幾門大口徑無后坐力炮，可是同樣威力的一門野戰(zhàn)炮則有幾噸重呢。

2跟著感覺走學了牛頓第二定律知道：物體間力的作用是相互的，作用力與反作用力大小相等、方向相反。這才恍悟：打人和挨打是受力相等，打別人并不占便宜。可是，感性認識告訴我們：挨打的總感覺到皮肉痛苦，那又怎么解釋呢？讓我們索性跟著感覺走，來尋找問題的答案。你有沒有這樣的感覺：雞蛋與石頭相碰，必定雞蛋倒霉。那是因為：盡管它們受力相等，但是承受力的物質不一樣，它們承受力的限度不一樣。同樣，打人總是用拳頭打對方薄弱的部位，自然是挨打的不利。飛行員還有這樣一種感覺：如果飛機在飛行中遇到一只小鳥，由于相對速度很大，小鳥具有很大的動能，甚至能撞穿飛機。這就使我們聯(lián)想到：主動進攻者具有一個動能，他往往是有利的。

3“功”“過”各半的摩擦在我們的日常生活中，處處和摩擦打交道。提到摩擦，使人常常聯(lián)想到磨損、發(fā)熱等，其實對摩擦的這種認識是不全面的。兩物體相互接觸，發(fā)生在接觸面上的阻止物體相對運動的力被稱為摩擦力。實際上摩擦力并不總是和人作對，它也常常默默地助人。沒有摩擦力的幫助，走路對人來說就變成了很困難的事；汽車也無法行駛。想想在冰面上活動或行走的情景，使得我們不得不重新認識摩擦。假如你站在非常光滑的冰面上，想走動起來。你用力想把左腳向前移動，此時在你身體內(nèi)部有許多力的傳遞，但歸根到底就好像兩腳受到兩個作用一樣，一個力F1推動左腳向前，另一個力F2。使右腳向后，兩力F1和F2大小相等方向相反，它們能使你的雙腳分開來，而你的身體仍然留在原地。假如在粗糙的表面上，那么作用在右腳上的力F2被作用在右腳鞋底上的摩擦力F3所平衡（完全平衡或局部抵消），而加在左腳上的力F1（左腳向前邁，在空中沒有與地面的摩擦）就推動左腳向前，全身重心也就跟著向前移動了。左右腳交替進行在摩擦力的幫助下的上述過程，人就向前走了。如果沒有摩擦力，我們的世界、我們的生活將變得異常悲慘。不光人無法行走，車輛無法開動，甚至連吃飯，穿衣都成了問題：飯將從我們嘴里滑掉，衣服既抓不住也穿不到身上，人無法拿工具和文具，各種工作和勞動都一事無成，不能勞動將意味著生存受到威脅。如果沒有摩擦力，對質量不大的物體來說，非常微小的萬有引力也表現(xiàn)出來了，地球上所有的物體將像流體一樣，不斷地滾著，滑著??這樣的世界里人類是無法賴以生存的。所以人們在日常生活和生產(chǎn)中不但依賴摩擦，而且還常常設法增加有益的摩擦。如你在爬山時穿上橡膠底的運動鞋防滑；汽車在冰道上行駛時，路面要撒些爐渣或沙子，或者在車輪胎上縛防滑鏈等。事物都是一分為二的。剛才我們介紹的是摩擦力作為人類助手的一面；不過有時候，摩擦力也確實給我們增加了一些麻煩。如各種機械和車輛內(nèi)部有很多轉動和滑動的部件，它們轉動時由于摩擦而使機器發(fā)熱，甚至能把機器燒壞等。產(chǎn)生摩擦力的原因，是由于互相接觸的兩個表面凹凸不平所引起的。當一個物體在另一個物體上滑動時，兩個物體凸起的部分相互“咬合”在一起，阻礙運動的發(fā)生。運用和摩擦有關的物理學知識，我們可以更好地指導實踐活動。比如，若需增大有利的摩擦，我們可以用增加兩個物體的接觸面積，增大接觸面的粗糙度等方法。若要減少有害的摩擦，可以采用潤滑劑或減少物體間的相互接觸面積，變滑動為滾動等方法來達到目的。

4巧運影碑參觀過北京故宮的人就會發(fā)現(xiàn)故宮里陳列著許多整塊大石頭雕成的影碑，一般都重達幾千公斤。這些影碑都是古代勞動人民從石材產(chǎn)地運來的，而在當時，既沒有汽車，又沒有火車，這些幾千公斤重的影碑是怎樣運進京城里的呢？勞動人民的智慧是無窮的。運送影碑時，先把它們裝上大船，沿水路載運。到了沒水的地方，等到嚴冬，利用冬天的嚴寒天氣，在路面上澆水，等路面上凍了一層冰以后，將影碑放到冰上向前拉，拉一段，潑一段水，結一段冰，再向前拉一段，最后一直拉到故宮。從物理原理來講，這就是聰明智慧的勞動人民在利用減少石塊跟地面之間的滑動摩擦系數(shù)從而減少滑動摩擦力的巧妙方法來運輸影碑這種龐然大物的。

5生活中的物理應用人們在日常生活中積累了許多經(jīng)驗?，F(xiàn)在介紹幾個需要減小摩擦力和增大摩擦力的實例。當門鎖因為生銹發(fā)澀不好打開時，可將鉛筆芯削成碎粉末注入鎖孔，這樣鎖就容易打開了。當向木板中釘釘子時，用肥皂水蘸一下釘子再釘就容易多了。當拉鎖不流暢時，可向拉鎖上抹一點石蠟，這樣拉鎖會變得好拉了。上述三種方法都是為了減小摩擦力。有時，人們還要有意增大摩擦力。比如，拉胡琴時要在弓上抹點松香，這樣發(fā)出的聲音才響亮。又如車輪剎車一般是用膠皮來制動。由于膠皮跟車圈間產(chǎn)生的摩擦力較大，有利于迅速把車輪剎住，不讓其繼續(xù)轉動。山地自行車的外胎紋槽更深，這也是為了增大跟地面間的摩擦力。

6為什么自行車在行駛時不會跌倒自行車兩點著地卻在行駛中不會跌倒，這個看來平常的事，卻說明了一個科學道理：凡是高速轉動的物體，都有一種能竭力保持轉動軸方向不變的能力。高速旋轉的陀螺就是一個好的例證。自行車的前輪和后輪在行駛時，就是兩個迅速轉動的物體，也有保持轉動軸方向不變的能力，這個能力就使自行車不會倒下。當車要倒下時，人會本能地調正車輪方向保持平衡。

7為什么衣服被掛破總是直角形的當衣服的某一點被一個東西掛住，而人又給了一個反方向的拉力，這會對布造成破壞力，這時的破壞力應該是和拉力的方向一致的，為什么會出現(xiàn)直角兩個方向的破壞呢？這和布的結構有關。布是以經(jīng)線和緯線編織而成，最薄弱的環(huán)節(jié)就是單純的經(jīng)線或單純的緯線，而受力方向往往是經(jīng)線方向和緯線方向兩個力的合力方向，這就是布的最牢固的方向。破壞總是從最弱點開始的，所以就形成了直角的裂口，也就是說這個破壞衣服的力量總是分解成相互垂直的分力，一個沿緯線的方向，一個沿經(jīng)線的方向。

8為什么膠合板的層數(shù)都是單數(shù)膠合板是我們生活中常見的建筑、裝飾型木材，一般都分為三合板、五合板、七合板??等，為什么它們都是單數(shù)層呢？膠合板采用單數(shù)層的目的是為了使膠合板有一個中間核心層，一方面使兩面的薄板受到核心層的牽制，另一方面使中間層也受到外層的制約。因此總是按木板紋理一塊橫，一塊直交錯重疊膠合起來的，使薄板相互牽制，不易翹曲或折斷。如果采用雙層數(shù)，雖然是一橫一直的排置，可是最外兩層薄板紋理不一致，就會出來一面的木板朝里收縮，另一面的木板朝橫收縮，結果膠合板兩面的大小就不同了；而且，由于外面兩層木板的紋理方向不同，對中間層的制約作用也會失去，因此膠合板都是單數(shù)層。

9神奇的浮力在自然界，我們經(jīng)?？梢钥吹揭恍┧究找姂T的現(xiàn)象，但有時并沒有想過造成這種現(xiàn)象的原因。例如當被問到船只在海里沉沒時，最終會停止在何處？這與海水的深度有關嗎？大家一定回答是沉入海底。但是為什么會這樣呢？有人會說是由于重力的作用。而聽了下面的解釋，你又會怎么想呢？你認為這種說法對嗎？由阿基米德的浮力原理可知道，物體的飄浮性決定于客觀存在的平均密度，而不是它的重量。如果物體的平均密度比液體的密度大，那么它就下沉；密度相同時，物體就可懸浮在液體中。深處的水由于受到上面水的重壓，密度會增加，海水越深，密度越大，那末到了相當?shù)纳钐?，海水的密度一定就可以達到與船的平均密度相等。假使船沉到此處，就不會再沉下去，因為再沉去就會碰到密度更大的海水，而被推上來了。因此，沉船會懸浮在相當深的海水里，而不一定沉到海底。好象結論很正確，因為海洋深處的壓強是非常巨大。在海洋中深度每增加10米，每平方厘米就增加10.094牛頓的壓力，這相當于1標準大氣壓。在許多地方，海洋的深度有好幾千米，那里的大氣壓強是非常巨大的。有的海員常和沒有經(jīng)驗的旅客開玩笑，用很長的繩子把一塞緊瓶塞的空瓶子系上重物沉入很深的海里。當把瓶子提上來時，里面竟裝滿了海水1旅客很驚訝，因為瓶塞仍在上面緊緊地塞著。其實，這是海水的壓強在作怪。當瓶子下沉時，深水中的高壓把瓶塞壓入瓶中，使瓶子裝滿水；瓶子提上來時，由于壓力減小水膨脹而把瓶塞推回原處。現(xiàn)在我們再回到原來的沉船問題上。雖然海洋深處有著巨大的壓強，但是水象所有液體一樣，幾乎不能被壓縮。也就是說，無論多大的壓強，總不能把水壓得比它原來體積小很多。1大氣壓只能使水的體積縮小1/22000。就是在最深的海洋下，水的密度也增加不到5％，不可能增加到與船的密度一樣大，所以船在一般海里沉沒時，毫無疑問地都會沉到海底。但對一些內(nèi)陸的特殊海來講，則是另外一種情況。例如死海，它的海水密度很高，平常的海水約含鹽2％或3％，而死海里水的含鹽量高達27％以上。就是說有1/4的重量是鹽，所以那里的海水的浮力很大，人和船都不會沉沒于水中。如果人在死海中游泳，絕對淹不死。你可以仰躺在水面上；甚至，完全可以抬起頭來，讓身體在水面上浮著，只有腳跟浸入水中。因此與其說是在水里游泳，還不如說是在水面上“游泳”。我們?nèi)绻屑氂^察船舷，會發(fā)現(xiàn)它們上面都畫了若干條橫線——吃水線。它表示船在各種密度的水里，滿載時的最大吃水深度，超過此線，船就可能下沉。在不同的海洋中，水的密度不同。吃水線在咸水里比較低，在淡水里比較高。這些吃水線的位置實際上也與浮力有關，因為船浸入水的深度決定于液體的密度。即當船上裝著同樣的貨物，在海水里行駛，船就浮得高些，而行駛到大河等有淡水的地方，就會浮得低點。實際上每一條船都能夠用來測量海洋中水的密度。液體的密度能不能用簡單的辦法來測量呢？回答是肯定的，可以使用密度計。它是一種測量液體密度的儀器，像船上的吃水線一樣，密度計上不同的刻度值表示了不同液體的密度值。在使用密度計時，只要把它插入液體，它就會豎直地浮在液體中，液面所對應的刻度值就是該液體的密度值。

10密度計實際上是根據(jù)沉浮原理制造的。如果物體平均密度大于液體的密度，那么物體就要浮起來。待測量的液體密度越大，被密度計排開的液體就越少，密度計浸在液體里的深度也就越淺些，即液體密度越大，密度計浮起的越高。最后我們再看一個有趣的問題，它的答案是許多人意想不到的。經(jīng)常有人開玩笑問：一噸鐵重還是一噸木頭重？有些人會想也不想地說一噸鐵重，結果引起周圍人的哈哈大笑，他忘記了都是一噸重。但是要是有人回答一噸木頭重的話，那么周圍的人一定會笑得更厲害，認為這個人比第一個人更笨?？墒沁@個看似荒謬的回答，實際上非常正確。這是什么原因呢？原來阿基米德原理不但對液體適用，對氣體也同樣適用。因此一個物體的真正重量，應該是它在真空中稱出的重量?？墒俏覀兤匠Ｋf的重量，都是在空氣里稱出來的。既然是在空氣里稱出的，就要受到空氣浮力的作用。如果F表示空氣浮力，P表示物體的重力，所以在空氣中物體稱出的重量是T=P-F，方向向下。因而要求出物體的真正重量P，就應該把空氣的浮力也加上去。在這個問題里，木頭的真正重量，應等于在空氣中一噸木頭的重量再加上木頭所排開的空氣的重量；而鐵的真正重量則是在空氣中一噸鐵的重量再加上鐵所排開的空氣的重量。但是，一噸木頭所占的體積大約是一噸鐵的16倍，一噸木頭的體積約占2立方米，而一噸鐵約占1/8立方米。我們知道空氣的重量是每立方米1.29公斤，所以木頭和鐵所排開的空氣重量分別為2.58公斤和0.16公斤，兩者相差約2.42公斤！也就是一噸木頭比一噸鐵重2.42公斤。確切地說，在空氣里重一噸的木頭的真正重量，比在空氣里重一噸的鐵的真正重量重。因此對于這個問題，正確的答案應是：如果是在空氣中稱它們，然后在真空中比較的話，一噸木頭重?？梢娕逶谑裁礂l件下稱重量，以及在什么條件下進行比較，對于得出正確的答案來說是相當重要的。

11潛水艇的奧秘很久以前，人們就設想在茫茫大海中，從水下隱蔽地襲擊敵方的艦艇。18世紀30年代，世界上制成了第一艘潛水艇，由于性能差，沒能用于海戰(zhàn)。到20世紀初，才出現(xiàn)了設備比較完善的潛水艇。第二次世界大戰(zhàn)中，潛水艇發(fā)揮了巨大的作用，各國僅被它擊沉的艦船就達到了4210艘！潛水艇能夠象魚一樣，可在水面上航行，也可以沉到海洋深處潛伏前進。而普通的船，只能在水面上航行。這是為什么呢？原來潛水艇上有一些被稱為“水艙”的艙體。當潛水艇需要下沉時，就打開閥門，讓海水注入水艙，使?jié)撏е亓恐饾u增加而漸漸下沉。當需要讓潛水艇處于水中某一深度行進時，只需讓水艙注入適當量的海水就行了。如果需要潛水艇上浮，就用機器把大量壓縮空氣注入水艙，排出艙中海水，減輕艇的重量，潛水艇就會迅速浮出水面。這實際上是阿基米德原理的應用。原理告訴我們：浸在液體中的物體受到一個向上的浮力，它的大小等于物體所排開的液體受到的重力。所以，水艙儲藏水量的多少是潛水艇上浮、下沉、保持深度的一個重要因素。潛水艇不是一般的艦艇，主要是在水下進行戰(zhàn)斗活動，靠水下隱蔽來發(fā)揮它的攻擊威力。它除了能在一定深度的水中航行外，還應該能夠潛伏在水下一定深度不動，給敵人以出奇不意的攻擊。但是當潛艇所處深度的水的密度發(fā)生變化時，它就不能保持穩(wěn)定。雖然潛艇可以通過做一些小的調整來對付這一變化，但是這種調整是不現(xiàn)實的，因為潛水艇的一些細微動作，都可能被敵方偵察到，所以有了一個問題：應該如何使?jié)撍П３制浞€(wěn)定狀態(tài)呢？要使?jié)撍г谒心芫S持穩(wěn)定，海水密度應隨深度的增加而增加。這時若潛水艇稍微上移，有一向下的合力，使它又回到原來的深度；若潛水艇稍微下移，有一向上的合力，也要使它回到原處。海水密度與水溫成反比，與含鹽量成正比，而后二者都隨水深的增加而下降。故在25～200米水深處，潛水艇能找到一些區(qū)域（稱為溫躍區(qū)），其水溫會隨著水的深度的增加而急速下降，從而抵消含鹽量的下降，從而提供了保持穩(wěn)定性的條件，使?jié)撍軌蛟谶@些區(qū)域潛伏不動。阿基米德原理在航海、航空及其生產(chǎn)建設與日常生活中，都有著廣泛的應用。人類很早就能利用浮力了，最初只是無意識地應用它，后來人們有意識地分析、研究自然界中的現(xiàn)象，得出各種理論，反過來又能指導生產(chǎn)出各種產(chǎn)品，服務于人類。比如，從井中打一桶水。當桶還在水中時，好像向上提并不費力，但桶露出水面后，就感到很重。這就是因為浮力作怪。桶在水中除受到向上的拉力和向下的重力作用外，還受到向上的浮力作用，所以人感到一桶水很“輕”；而桶露出水面后，浮力就開始減小，直到最后完全消失。破冰船正是以類似的方式工作的。當在極地區(qū)域航行時，往往會遇到巨大冰塊阻止船前進。這時就需有像破冰船一類構造的船才能繼續(xù)前進。另外，當嚴冬降臨時，北方的港口和海面常常發(fā)生冰封，阻塞航道。為了便于船舶出入港口，常需破冰船進行破冰。破冰船憑借著強大的發(fā)動機，可使其向上傾斜的船頭爬上冰面。船首露出冰面后，把它的整個重量全壓在冰上，這樣就能毫不費勁地把冰壓碎。為了增加船頭的重量，在船頭還裝上專門的水艙，必要時注滿水。如果冰層較厚，破冰船往往要后退一段距離，然后再向前猛

12沖。一次不行，就反復沖，直到把冰層沖破。破冰船就是這樣不斷前進，在冰上開出一條通道來的。在波濤洶涌的大海上，每年總會沉沒大大小小的船只，它們堵塞航道，對船舶航行造成極大的威脅。另外在一些極有價值的古代沉船上，寶藏極為豐富。因此，打撈沉船成為必要。沉船的打撈方法多種多樣，但原理幾乎都是利用浮力。象廣泛使用的浮筒打撈法，就是把一些浮筒注滿水后沉放排列在沉船的兩舷，然后將鋼繩套在浮筒的樁頭上，開動機器，向浮筒中充壓縮空氣，使浮筒內(nèi)的水排出，浮筒受到的浮力就可將沉船抬出水面。同液體有浮力一樣，空氣也有浮力。氣球和飛艇就是利用空氣的浮力升入空中的。不過航空上把這種浮力稱為升力。中國很久以前就發(fā)明了一種松脂燈，用竹篾和紙糊成燈籠，燈下部放一塊燃燒著的松脂。當燈籠內(nèi)空氣被加熱后，體積膨脹，跑掉一部分熱空氣，使燈外的空氣對它產(chǎn)生了升力，這樣燈籠就可飛上高空，用作軍事信號。這也是最原始的熱氣球。氣球和飛艇的主要組成部分是氣囊。氣囊內(nèi)充有密度比空氣小的氣體，如熱氣、氫氣或氦氣。如果氣球或飛艇自重加上所載物體的重量小于氣囊排開的空氣重量，即小于受到的升力，氣球或飛艇就會升入空中。由于高空中空氣越來越稀薄，密度在減小，所以氣球或飛艇所受的升力等于它受到的重力，就不再上升而停在某一高度漂浮。當需要降落時，只需放出氣囊中的部分氣體就行。氣球和飛艇有著多種用途。氣球用于氣象和天文觀測，進行各種科學試驗、轉播電視節(jié)目和進行通訊等。氣球只能隨風漂游，不能按照預定的航線飛行，而飛艇上裝有發(fā)動機，可以控制飛艇的飛行方向和速度，所以它可用來進行空中運輸、地質考察和治安防衛(wèi)等。在醫(yī)學上，浮力還有一個特殊的用途——水療法。如果病人的四肢肌肉或關節(jié)有病、受傷，醫(yī)生可以讓他浸在水中，利用身體受到的浮力作用，使病人只要用很小的力，就能使四肢活動，進行治療。浮力還有許多用途，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上用鹽水選種及港口氣體防浪堤的建造等等。

13蠟燭的精神一根蠟燭長18厘米，質量59克，密度0.9克/厘米3，如果把蠟燭豎直放在水中，保持它穩(wěn)定不倒，必然有一部分浮出水面。這樣，蠟燭仍然可以點燃發(fā)光。隨著蠟燭燒去一部分，原來沉沒在水下部分的蠟燭，它所產(chǎn)生的浮力就會大于蠟燭的重量，于是浮力使蠟燭繼續(xù)浮出水面。問蠟燭何時被水淹滅，蠟燭滅時還剩多少厘米？答：由于蠟燭的密度為0.9克/厘米3，所以蠟燭浮出水面的長度是總長的1/10，在水中部分的長度為總長的9/10，這樣才能使蠟燭的重量和水對它的浮力平衡。上述關系在蠟燭的燃燒過程中仍然成立，也就是說，當蠟燭燒去一截以后，它浮出水面的長度仍舊是目前總長度的1/10。由此推論，蠟燭自始至終浮出水面1/10的長度。只要水面非常平穩(wěn)，這種發(fā)展將無窮無盡，最后可以認為蠟燭會全部燒完。到此為止，使人感到蠟燭的精神確實可貴，不僅在空氣中，就是浮在水上，也是“蠟炬成灰淚始干”。

14蠟燭的立場隨之而來，我們會發(fā)現(xiàn)又一個問題：為什么把蠟燭豎直放在水中會非常1難？它往往一側身，就橫著躺在水面上。盡管這時它仍然浮出水面的體10積，可是無法點燃，也就不能無私奉獻了。請你解釋一下，它為什么會站不穩(wěn)？L答：蠟燭的重心O在位置，重力G向下可以看做是作用在O點上。蠟2燭的浮力F向上，作用在蠟燭役在水中部分的中點P的位置。G和F大小相等、方向相反，分別作用在O點和P點。這種作用方式是不穩(wěn)定的，只要稍微受到一點外界干擾，產(chǎn)生力矩，使蠟燭旋轉，直到橫浮在水面，使浮力的作用點P移動直到接近O點。由此可見，蠟燭的立場很重要。只有站得穩(wěn)，它才能無私地燃燒自己，放出光和熱。

15神奇的表面張力在日常生活中，我們對見到的一些現(xiàn)象可能已經(jīng)習以為常，認為它們理應如此，但是為什么會這樣，就沒有過多地去想了。比如，下過雨后，我們可以見到樹葉、草上的小水珠都接近于球形；不小心打碎了體溫計后，里面的水銀掉到地上，小水銀滴也呈球形。另外我們也可以表演一個小魔術，在一杯水里，小心地把一枚針水平放置在水面上，針浮在水面上而不沉于杯，并且在針下面的水面上形成一個凹面。如果做得相當熟練，你甚至可以用鈕扣、小巧的平面形金屬或硬幣來代替針。所有這些現(xiàn)象都與表面張力有關。那么，什么是表面張力呢？原來液體與氣體相接觸時，會形成一個表面層，在這個表面層內(nèi)存在著的相互吸引力就是表面張力，它能使液面自動收縮。表面張力是由液體分子間很大的內(nèi)聚力引起的。處于液體表面層中的分子比液體內(nèi)部稀疏，所以它們受到指向液體內(nèi)部的力的作用，使得液體表面層猶如張緊的橡皮膜，有收縮趨勢，從而使液體盡可能地縮小它的表面面積。我們知道，球形是一定體積下具有最小的表面積的幾何形體。因此，在表面張力的作用下，液滴總是力圖保持球形，這就是我們常見的樹葉上的水滴按近球形的原因。表面張力的方向與液面相切，并與液面的任何兩部分分界線垂直。表面張力僅僅與液體的性質和溫度有關。一般情況下，溫度越高，表面張力就越小。另外雜質也會明顯地改變液體的表面張力，比如潔凈的水有很大的表面張力，而沾有肥皂液的水的表面張力就比較小，也就是說，潔凈水表面具有更大的收縮趨勢。不光液體與氣體之間的表面層，液體與固體器壁之間也存在著“表面層”，這一液體薄層通常叫做附著層，它也一樣存在著表面張力。這一表面張力決定了液體和固體接觸時，會出現(xiàn)兩種現(xiàn)象：不浸潤和浸潤現(xiàn)象。水銀掉到玻璃上，是呈現(xiàn)出球形，也就是說，水銀與玻璃的接觸面具有收縮趨勢，這種現(xiàn)象為不浸潤。而水滴掉到玻璃上，是慢慢地沿玻璃散開，接觸面有擴大趨勢，這種現(xiàn)象為浸潤。水銀雖然不能浸潤玻璃，但是用稀硫酸把鋅板擦干凈后，再在板上滴上水銀，我們將會看到，水銀慢慢地沿鋅板散開，而不再呈球形。所以說，同一種液體能夠浸潤某些固體，而不能浸潤另一些固體。水銀能浸潤鋅，而不能浸潤玻璃；水能浸潤玻璃，而不能浸潤石蠟。浸潤和不浸潤兩種現(xiàn)象，決定了液體與固體器壁接觸處形成兩種不同形狀：凹形和凸形。現(xiàn)在我們就明白了前面介紹的小魔術中，硬幣不沉沒的原因了，它實際上利用了水具有很大的表面張力的性質和不浸潤現(xiàn)象。如果我們事先把硬幣表面涂上一層油，硬幣就可以輕易放在水面上而不會沉沒。在工程技術和日常生活中，人們經(jīng)常利用水不溶解油這一特性。像在紙傘上涂油漆做成雨傘；給金屬器材涂機油，防止因水引起生銹；甚至在選礦方法中，也用到水不浸潤涂了油的物體的性質。浮選礦法就是把砸碎的礦石放到池中，池里放上水和只浸潤有用礦物的油，使它們涂上薄薄一層油，再向池中輸送空氣，這樣氣泡就附在有用礦物粒上，把它們帶到水面，而與巖石等雜質分離開。表面張力產(chǎn)生的一個重要現(xiàn)象是毛細現(xiàn)象。也就是說浸潤液體在細管里上升，不浸潤液體在管里下降。我們可以很容易做一個小試驗來觀察這種現(xiàn)象。把細玻璃管放入盛水的槽中，這時水很快從細玻璃管中上升，管中的水

16平面比水槽中水平面還要高，管子越細，上升越高，并且管中水面是凹形的。若水槽中放的是水銀，情況則恰恰相反，管中液面低于水槽中水銀的平面。浸潤液體為什么能在毛細管中上升呢？原來，浸潤液體與毛細管內(nèi)壁接觸時，引起液面凹形，而表面張力是沿著液面切向作用的，所以沿著管壁作用的表面張力形成一個向上的合力，使得管內(nèi)液體上升，直到表面張力的向上拉引作用和管內(nèi)升高的液柱重量相等為止。同樣的道理，對不浸潤液體，毛細管壁的表面張力的合力方向向下，使管內(nèi)液體下降。我們平常所見到的用毛巾擦汗、粉筆吸干紙上墨水等現(xiàn)象都可用毛細現(xiàn)象來說明，毛巾、棉花、粉筆、土壤等物體，內(nèi)部有許多小細孔，起著毛細管作用。在酒精中，用棉線作燈芯，可以使酒精沿燈芯上升；而若用絲線來作燈芯，可能點不著酒精燈。這是因為酒精不能浸潤絲線，在絲線燈芯中酒精是下降的。毛細現(xiàn)象對植物生長也具有很重要的意義，它們所需要的養(yǎng)分和水分就是由根、葉子和莖中的小管從土壤中吸上來，輸送到綠葉里的。這就象不停止的抽水機，不知疲倦地把水分、養(yǎng)分送到植物的每一個細胞。另外，土壤中有很多毛細管，地下的水分沿著這些毛細管上升到地面蒸發(fā)掉。如果要保存地下的水分來供植物吸收，就應當鋤松表面的土壤，切斷這些毛細管，減少水分的蒸發(fā)。所以農(nóng)民常在雨后給莊稼松土，來保持水分。利用毛細現(xiàn)象，人們還生產(chǎn)出各種鋼筆、簽字筆和彩色水筆。當用它們在紙上書寫時，紙馬上顯現(xiàn)出字跡來，這是我們平日所見慣了的，但卻很少有人想到，為什么寫字的時候，墨水會源源不斷地出來，而不寫字的時候，它就不跑出來？現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，這是依靠鋼筆身上一系列毛細槽和筆尖上的細縫，把筆膽內(nèi)的墨水輸送到筆尖；而簽字筆和彩色水筆的筆尖是與一根細長的管子相連，管內(nèi)壁有吸滿了墨水的棉卷，有的彩色水筆筆尖也是用含多個毛細孔的材料做的。寫字時，筆尖一碰到紙，墨水就附著在紙上，并在紙上面留下字跡。當不寫字的時候，墨水為什么不流出呢？我們?nèi)钥勺隽硪粚嶒瀬斫忉?。把一塊硬紙板蓋在盛上水的玻璃杯上（杯內(nèi)不必裝滿水），按住紙板，迅速將杯子倒過來，并把手從硬紙板上移開。此時，發(fā)生一奇怪現(xiàn)象：硬紙板停在原處，水仍留在杯內(nèi)不流出來。難道一杯水的重量推不動一張紙嗎？不是的。這是由于大氣壓強與水的表面張力共同作用的結果。當把玻璃杯倒置后，水柱有些下降，這就減小了杯內(nèi)的氣壓，水柱頂部與底部之間的壓力差克服了水柱本身的重量而使杯內(nèi)的水流不出來；水與紙片和水與玻璃之間的表面張力也使紙板保持在原來的位置上。不寫字的時候，筆內(nèi)的墨水不流出來的道理也是一樣的。表面張力的用途遠不止以上所談到的這些，在生物學、醫(yī)學及微循環(huán)系統(tǒng)中，它也有著廣泛的應用；玩具制造廠也常利用它生產(chǎn)出各種有趣的玩具。

17伽利略的思考著名的意大利物理學家、天文學家、數(shù)學家伽利略，從小就喜歡觀察和思考。在他18歲那年，有一次到教堂去做禮拜。他注意到屋頂上掛的那些搖擺不定的吊燈的燈繩都一樣長。他用自己的脈搏跳動的次數(shù)來測量吊燈的擺動時間，發(fā)現(xiàn)盡管有的燈擺動幅度大，有的燈擺動幅度小，但是它們擺動一次的時間都相等。這一發(fā)現(xiàn)引起伽利略的思考：是不是其他擺動也跟吊燈的相似，擺動一次的時間跟幅度大小沒關系？吊燈的輕重不影響擺動一次的時間長短嗎？??回去以后，伽利略找了些長短不同的繩子和輕重不同的石頭，他用繩子系住石頭做成擺，研究擺動的規(guī)律。他發(fā)現(xiàn)：擺動一次的時間，只由繩的長短來決定，不但跟擺動幅度的大小沒有關系，而且跟石頭的輕重也沒有關系；只要擺繩的長度一定，擺動一次的時間就一定。伽利略發(fā)現(xiàn)的擺動規(guī)律叫擺的等時性，被后來的科學家利用來制造帶擺的時鐘。想一想：伽利略是怎樣發(fā)現(xiàn)擺的等時性的？你平時生活、學習、工作等方面有什么規(guī)律性，你能發(fā)現(xiàn)和總結一下嗎？

18哈哈鏡當你走進哈哈鏡陳列室，就會看到，人們都對著鏡子，哈哈大笑。你如果擠過去，站在鏡子跟前，看到自己的模樣是那樣滑稽，你也會笑個不停。你知道哈哈鏡為什么能把人照成那副模樣嗎？你不妨先湊近光亮的紐扣、電鍍的小勺、燈泡、表殼、罐頭盒等等。你的鼻子可能被照得很大，也可能被照得很小，這就要看上述物體表面是凹的還是凸的了。哈哈鏡的表面是凹凸不平的，你現(xiàn)在該知道哈哈鏡的奧秘了吧？如果你在肥皂水中加些甘油或糖，吹起一個大的肥皂泡。調整你和肥皂泡的距離，你會從前部的凸面上，看到自己正立的像，而在肥皂泡后部的凹面上看到自己倒立的像。

19七色光之外人們通常所說的七色光，是指紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。在七色光之外，還有其他顏色嗎？人們對顏色的感覺包括兩方面的內(nèi)容：一是色相，即太陽光按波長不同而呈現(xiàn)出七色光；二是飽和度，即我們平時所說的顏色的深淺程度。人們對顏色感覺的了解，除了七色光之外，還包括許多深淺不同的顏色。它是由純色和白色混合而形成的。如深綠、中綠、淺綠、鵝黃、湖藍、橄欖綠、奶油色??正是由于色相和飽和度的同時存在，才使世界變得五光十色，多姿多彩，你說對嗎？

20可見光和可聽聲一個健康的人從降生到人間以后就感覺到聲和光，但是他并不能看到所有波長的光，也不能聽到所有頻率的聲。比如，蝙蝠能聽到蚊子的叫聲，人卻聽不到；導彈能根據(jù)飛機尾部發(fā)熱產(chǎn)生的紅外光線而追蹤目標，可是人卻看不見。那么可見光的范圍多大呢？可見光的波長在4000埃到7600埃之間，人最敏感的光線是波長為5500埃的黃綠光。波長小于4000埃的是紫外光，波長大于7600埃的是紅外光?？陕犅暤念l率范圍是在20赫到2萬赫，高于2萬赫的聲波稱為超聲波，低于20赫的聲波稱為次聲波。

21“超聲”和“超音”“聲”和“音”難分難解，如果仔細琢磨一下，它們是“發(fā)生”和“接收”的關系：由一方發(fā)出了“聲”，另一方感受到“音”的大小和高低。那么“超聲”和“超音”是不是一回事呢？“超聲”和“超音”是截然不同的兩回事，原因是它們省略了兩個關鍵的字：“超聲”應該說是“超聲波”，而“超音”應該說是“超音速”。超聲波是指頻率大于2萬赫的聲波，也就是超出人的耳朵所能感覺到的聲音范圍。例如，這種超聲波在空氣中傳播速度為340米/秒，那么2萬赫的超聲波的波長可以求得：340-2l==1.7×10=1.7厘米320×10可見，超聲波的波長比可聽聲的波長要短。它就具有較強的穿透力。在日常生活中可以用來“超聲清洗或消毒”，也可以用它的定向性制造“超聲雷達”。但是，“超音速”是指一個物體的運動速度超過聲音在空氣中的傳播速度。在飛機設計中，飛機的速度就是用馬赫數(shù)來表示的。馬赫數(shù)M=1表示速度等于音速，M＞1為超音速，M＜1為亞音速。當一個超音速飛機飛過上空時，我們都有這樣的經(jīng)驗：當聽到飛機的聲音傳到耳朵時，抬頭一看，飛機已經(jīng)飛向前方老遠了，這就是聲音的傳播速度滯后于飛機的速度的緣故。

22由《梁?！废肫鸬哪阋欢犨^協(xié)奏曲《梁祝》，尖細的音調模仿出祝英臺的唱腔；而深沉的音調模仿出梁山伯的唱腔。類似這樣用樂器模仿人的演唱的例子很多。比如，嗩吶也可以模仿河北梆子的唱腔，還有一種特制的胡琴，可以模仿京劇演唱。但是，你是否發(fā)現(xiàn)，不管演奏家的演技多么高超，總還是與真人唱得不一樣。這是為什么呢？這是因為樂器只能在基頻、節(jié)奏上與真人的演唱保持一致，卻不能在整個聲波的波形上、在更豐富的音色上和演員的唱腔一致。所以無論如何只算得上是一種“模仿”而已。

23圣誕蛋人們只聽說過“圣誕樹”，還沒聽說過“圣誕蛋”。事情是這樣的：圣誕節(jié)夜晚要開一個聯(lián)歡會，老師要求每個同學準備一樣東西來布置會場。同學們議論紛紛，有的準備掛一條彩帶，有的準備掛一簾壁毯，也有的準備放一只圣誕老人的靴子。小棟和小茜在那里偷偷商量，準備來一個絕的。到了圣誕節(jié)晚會，只見正中央的桌子上放著一只大的金魚缸，從缸外往里看，只見缸中水草飄逸，還有許多畫著各種圖案的彩蛋，在水中沉浮漂落。奇怪的是那些彩蛋既不漂在水面，也不沉到水底，而是像魚兒一樣，懸在各個位置，讓人看了，真是賞心悅目。你知道小棟和小茜是怎樣讓彩蛋懸在水中的？答：配制一定濃度的鹽水，使其比重與彩蛋比重一樣，這樣彩蛋就懸在水中了。

24萬有引力不但地球對它周圍的物體有吸引作用，而且任何兩個物體之間都存在這種吸引作用。物體之間的這種吸引作用普遍存在于宇宙萬物之間，故稱為萬有引力。萬有引力是由于物體具有質量而在物體之間產(chǎn)生的一種相互作用。它的大小跟物體的質量以及兩個物體之間的距離有關。物體的質量越大，它們之間的萬有引力就越大；物體之間的距離越大，它們之間的萬有引力就越小。通常兩個物體之間的萬有引力極其微小，難以察覺它，可以不予考慮。比如，兩個質量都是60千克的人，相距0.5米，他們之間的萬有引力還不足0.01牛頓，而一個螞蟻拖動細草梗的力竟是這個引力的100倍。但是，在天體系統(tǒng)中，由于天體的質量很大，萬有引力就起著決定性的作用。太陽系中的9大行星繞太陽旋轉而不離去，就是由于萬有引力的作用。銀河系里的球狀星團——由上百萬個恒星聚在一起并呈球狀的恒星集合體——聚集不散，也是由于萬有引力作用的結果。在天體中質量還算很小的地球，對其他物體的萬有引力已經(jīng)具有很大的影響，它把人類、大氣和所有地面上的物體都束縛在地球上，它還使月球和人造地球衛(wèi)星繞地球旋轉而不離去。重力就是地面附近的物體受到地球的萬有引力而產(chǎn)生的。大約300年前，牛頓綜合了當時的天文學和力學成就的基礎上，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，揭示了自然界中一種基本的相互作用力。

25月球上的奧運會如果下一屆奧運會在月球上舉行的話，那么奧運會的大部分紀錄都將刷新，你知道為什么嗎？根據(jù)萬有引力公式：可得到gMr2212=()gMr112其中，M2，r2和g2分別表示月球的質量、半徑和月球表面的重力加速度；M1，r1；和g1；分別表示地球的質量、半徑和地球表面的重力加速度。已知：地球質量是月球質量的81倍，地球半徑是月球半徑的3.7倍，所以：Mr112122g2=()·g1=(3.7)·g1≈g1Mr816121也就是說：月球表面的重力加速度相當于地球表面重力加速度的。6由于人的能量和潛力是固有的，但是原來180公斤的杠鈴，現(xiàn)在只相當于30公斤重的杠鈴，于是舉重項目紀錄要翻上幾番；由于人本身的重量也減輕了，跳高、跳遠的紀錄也都將刷新紀錄。但是，也有的項目難以刷新紀錄。比如游泳，月球上根本沒有水；又如自行車比賽，月球上土質疏松，無法依靠摩擦力而使自行車飛馳。

26當一次相撲運動員日本的相撲可稱為一絕，世界上像這樣斯文的格斗固然少見，就是相撲運動員的身材也實在令人驚嘆。你是否想領略一下相撲運動員自身的體驗？那么，如果你能到木星上，你就會成為一個名副其實的相撲運動員。比如，你的質量是60千克，在木星上，你的體重將會是多少呢？（木星的質量是地球的320倍，木星的直徑是地球的11倍）答：根據(jù)萬有引力的公式：m·MF=f(1)2r由此，地球上的引力（即物體所受到的重力）：m·M1F=mg=f(2)112R1其中，M1為地球質量，r1為地球半徑，g1為地球表面的重力加速度。相應的，對于木星m·M2F=mg=f(3)222r2其中，M2為木星質量，r2為木星半徑，g2為木星表面的重力加速度。由（2）、（3）式，得：gMr2212=·()gMr112Mr121已知：=320，=Mr1112g122所以，=320()=2.65g111又g1=0.8米/秒2，故g2=26米/秒2木星表面你所受到的重力將是F2=mg2=60×26=1560牛頓這個數(shù)值大致相當于相撲運動員在地球表面上所受到的重力大小。

27當一次宇航員盡管宇宙空間已經(jīng)有人捷足先登，但是人人都成為宇航員還是一件困難的事。那么有沒有辦法在地球上造成一種模擬的環(huán)境，來重現(xiàn)宇宙中失重的情況，使人可以體驗一下失重的心境和感覺呢？發(fā)揮你的想象提出一個方案，且不去考慮需花費多大的代價。答：失重模擬是非常困難的。因為在地球上，人始終受到地球引力的支配。但是，可以找到近似的模擬，或許只有較短的時間來體驗失重的感覺。至少有以下三種方案：（1）建造一個高500米的豎井，可以使艙室從500米高處自由落下，當然在井的底部要考慮水或彈簧的緩沖。由于人隨著艙室做自由落體運動，12使其體驗到失重的感覺。根據(jù)h=gt，大約可經(jīng)歷短暫的10秒鐘。2（2）建造一個大的中性浮力槽，所謂“中性”是指槽中液體的比重正好與穿著宇航服的宇航員的比重一致，這樣宇航員在水中的行動就猶如在太空中的行動。（3）如果你體質非常好的話，可以做一次高空跳傘，在最初階段不要張傘，當速度達到一定限度后，空氣的浮力與重力平衡，正如空中體操或空中漫步，那時的感覺就是失重的感覺。

28化險為夷1996年5月10日的《北京晚報》登載了如下一則消息：本報訊，5月9日下午，一位4歲小男孩從高層塔樓的15層墜下，被同樓住戶在下邊接住，幸免遇難。這天下午，家住六里屯4號15層的劉某出門去倒垃圾，一不留神裝有撞鎖的門“咣?”一聲反鎖上了。劉某未帶鑰匙開不開門，時間一長，屋里淘氣的4歲小男孩急了，他走到陽臺哭鬧，隨后又騎坐在陽臺上。此景被住在同幢一樓的住戶任志慶發(fā)現(xiàn)，未等說話，孩子已從高樓墜下。在這危急時刻，任志慶毫不猶豫地沖上前去用雙臂去接。在巨大的沖擊力下，孩子被接住后又墜落在地。后送兒童醫(yī)院檢查，小男孩左大腿骨折和輕微腦震蕩，現(xiàn)已脫離危險。任志慶眼睛負傷，鼻梁骨被砸裂，一只胳膊骨折。當筆者向孩子的母親問及此事時，這位母親泣不成聲地說：“多虧了樓下這位好鄰居，孩子傷好后，我要帶他去認這位‘再生之父’，記住這救命之恩?！奔僭O每層樓的高度是2.8米，這位青年從他所在的地方?jīng)_到樓窗下，需要的時間是1.3秒。按照物理中自由落體運動的規(guī)律，4歲小男孩從15層墜下，下落高度大約是39.2米，下落時間大約是2.8秒，減去這位青年從他所在的地方?jīng)_到樓窗下所需的時間1.3秒，要求這位青年的反應時間不能超過1.5秒，才能勇敢地化險為夷，你說對嗎？

29打滑梯中的學問一群小朋友，一天去公園打滑梯。由于小朋友有男的、有女的、有胖的、有瘦的，體重不同，質量也不同。你猜猜看，他們要是都從滑梯上滑下，由于他們經(jīng)常打滑梯，熟練極了，無論用什么姿勢都能打，坐著打、立著打、躺著打等，都能順利滑下。他們滑下的時間相同嗎？是不是有人滑得快，有人滑得慢？跟打滑梯的人站、坐、躺的姿勢有關嗎？這個問題確是物理學中典型的斜面問題。小朋友們打滑梯，等于一物體沿斜面滑下。假設斜面的長為s，斜面的傾角為θ，斜面上物體的質量為m，物體和斜面間的滑動摩擦系數(shù)為μ。因此，物體的平行斜面方向上的合外力：F=mgsinq-mmgcosq沿斜面方向合外力產(chǎn)生的加速度，根據(jù)牛頓第二定律為：Fa==gsinq-mgcosqm物體由靜止沿斜面從頂端滑到底端所需的時間為：2s2st==agsinq-mgcosq因為s、g、θ、μ不變，則t也不會變。因此，只要滑梯的長度s相同，滑梯的傾角θ相同，同一地點的g值相同，不論小朋友是站著滑、坐著滑、躺著滑等，只要小朋友跟滑梯間的滑動摩擦系數(shù)相同，那么下滑時間、下滑快慢，跟小朋友的質量無關（或體重無關），跟滑梯的接觸面積無關。

30摔不倒的小丑每當看馬戲表演時，我們都被臺上的小丑逗得哈哈大笑。一頂尖帽子、一雙大皮鞋，以及在臺上前仰后合，醉態(tài)百出，總像要摔倒的樣子，可卻總也摔不倒。這里有什么奧妙？小丑之所以摔不倒，主要是他的那雙大皮鞋保護了他。小丑的鞋很大，無論他如何跌撞，重心的垂直線都在鞋的支撐面范圍內(nèi)，或者說是在兩只腳之間的連線內(nèi)。這就保證了小丑的全身（包括衣服、鞋等物）的重力，在豎直方向的作用線始終都落在一個可靠的支撐面范圍內(nèi)。

31兩條成語有兩條成語，我們都不以為然、習以為常，而并不去仔細琢磨。那就是“咬緊牙關”和“一發(fā)千鈞”。實際上還真有科學根據(jù)。人每天要吃飯咀嚼，所以咀嚼肌會伴隨人的一生不?；顒印Ｋ彩侨梭w中最強的肌肉。據(jù)測量，咀嚼肌收縮時可以負擔800牛頓的力。正因為如此，雜技演員表演各種高難度的動作，比如空中用牙叼人，或者叼花倒立，只要“咬緊牙關”，他（她）就可以承擔一個人的重量。無獨有偶，《紅燈記》里李玉和在敵人面前是“鐵嘴鋼牙”，閉口不吐密電碼，也正是發(fā)揮了共產(chǎn)黨員咀嚼肌肉的功能。說到“一發(fā)千鈞”，你可以找一根與頭發(fā)絲粗細相仿的細銅絲比較一下，把它們拉斷幾乎要用相同的力量，可見，頭發(fā)絲是相當結實的。正因為如此，在古代戰(zhàn)爭中，利用婦女的頭發(fā)編成繩子，拉戰(zhàn)車、系吊橋，起了巨大的作用。婦女的長發(fā)非常珍貴，既柔美又堅韌。假如頭發(fā)非常長，豈不更稀貴了嗎！據(jù)《吉斯尼世界記錄》記載，美國的黛安妮的頭發(fā)竟長3米多。然而世界上頭發(fā)最長的人并不是婦女，而是男人。我國四川的吳華銀老人，他蓄發(fā)56年，頭發(fā)已長達3.84米。

32一指禪海燈法師的絕招“一指禪”，能用一個手指倒立，支承全身的重量。小福子看得入了迷，他想：假如，海燈法師左右手指都能“一指禪”，那么是否能找到海燈法師的重心？你一定以為這很簡單。當右手一指倒立時，從手指接觸地的那一點向上引一條豎直線；再當左手一指倒立時，也從手指接觸地的那一點向上引一條豎直線。這兩條豎直線相交的那個點，就是海燈法師的重心。這個回答不全面，這樣求出的重心只能說是海燈法師倒立時的重心，或者也可以說是海燈法師直立時舉著一個胳臂時的重心，（因為這兩種方式海燈法師的形狀是一樣的，只是方位變化了，而重心只跟形狀有關。）這樣求出的重心并不等于正常站立時的重心。由此可見，一個物體當它內(nèi)部質點的分布發(fā)生變化時，其重心也隨之變化了。就像用一塊橡皮泥可以捏成各種形狀，而各種形狀的橡皮泥的重心卻不盡相同。

33埃菲爾鐵塔上的小球一個小球從埃菲爾鐵塔的塔頂自由落下，有人實地測試過，最后一秒通過72米的路程，那么，埃菲爾鐵塔大約有多高？答：設小球自由落體共用（t+1）秒時間，前t秒路程為h0米，最后1秒路程為h1米，塔的總高度為H米。已知：h1=72米，h0=（H-72）米由自由落體路程的公式，有：12H-h=gt①1212H=g(t+1)②212H=h+gt③121122∴h+gt=g(t+1)122由①式，得h11721t=-=-=6.85(秒)④g29.8212H=×9.8×7.85=302(米)2可見埃菲爾鐵塔大約300米（由于最后一秒的實測時間很難掌握非常準確）

34賽車省功嗎顧名思義，賽車是專作比賽用的。但目前各種新型的車層出不窮，如山地車、公主車等等。你一定會發(fā)現(xiàn)，它們帶動鏈條的齒輪有多種組合，可以根據(jù)需要改變。那么，請你思考一下，騎這類車能不能省功？答：騎任何車都不可能省功，但是由于鏈條的傳動比可以按需要改變，所以可以省力或加快速度。比如，逆風騎車時，一般的車要費很大勁才能往前蹬車，如果風大還可能被刮倒；上坡也一樣，稍微力氣不支，車就會停住，甚至要向下滾。這時改用傳動比小的檔次，使車輪同樣轉一圈，腳多踩飛輪幾圈，這樣是省力了，代價是腳蹬的圈數(shù)增加了，功仍然是那么多。但這樣可以避免力量不支，而保持循序漸進。相反，如果風和日麗，你正行駛在光滑的大道上。為了騎得更快些，你一定會快蹬飛輪，甚至于無法蹬得再快了，但還覺得車不夠快。這時，如果換騎賽車，改用傳動比大的檔次，用同樣的速度蹬車，可以使車速提高好幾倍。雖然這樣需要的力氣會大一些，但你完全可以承受。使你避免把力量消耗在蹬車的重復動作上。

35白面書生小夏是廣東人，黝黑的皮膚透著健康。一天，他騎著一輛平板三輪車順山坡滑下，沒想到剎車失靈。眼看車速越來越快，見到路邊有一個石灰坑，他急中生智，猛的一拐，撞進坑里，大家正擔心的時候，只見一個“白面書生”從石灰坑里站起來，奇怪！竟一點也沒有受傷?？墒?，再看看那輛平板三輪車，卻是前叉折斷、車身撞裂。是誰救了他呢？答：平板三輪車順山坡滑下，速度越來越快，它的動能也在急劇地增加。如果這個能量完全作用在小夏身上，那么小夏肯定會粉身碎骨！可是，幸虧車的前叉子折斷，抵消了大部分能量；車身破裂又抵消一部分，而后小夏才能夠安好無恙。在日常生活中，可以發(fā)現(xiàn)汽車前面安置了保險杠（即車身前部那條橫著的金屬帶），就是為了萬一發(fā)生事故時吸收能量用的。

36能而非力著名橋梁學家茅以升在力學方面有著獨到的見解。他說：“力學中的基本概念應當是能而不是力?！边@就是說，過去力學中只談“力”，許多問題得不到解決，而“能”才是自然界中的核心問題。舉個簡單的例子。物體做勻速直線運動，由于沒有加速度，也就沒有“力”的作用。既然沒有“力”，為什么還運動？因此，力的概念無法用去解釋，“力”變成了無能為“力”。又比如，碰撞時雖然有力和反作用力，但要計算它們碰撞后的速度卻不能用“力”去計算。尤其是碰撞還有彈性碰撞和非彈性碰撞之分，“力”就更無法解釋了。所以，提出“能”的概念是非常正確的，符合自然界的客觀規(guī)律。像實際生活中我們經(jīng)常遇到的“沖量”、“能量”都不是簡單的“力”的概念，沖量是力和時間的結合，能量是力與空間的結合，而且我們還知道能量轉換和守恒定律是自然界的普遍規(guī)律，用“能量法”可以計算任何復雜的題目。在這個問題上，偉大的恩格斯曾經(jīng)在《自然辯證法》中預言：“在自然科學的任何部門中，甚至在力學中，每當某個地方擺脫了力這個字的時候，就向前進了一步?！?/p>

37奇異的弗萊特納船1924年，著名學者及工程師弗萊特納在一艘快艇上裝上兩個直徑為3米、高為13米的圓柱體來代替帆，用6馬力的發(fā)動機帶動鋼鐵圓柱體轉動，并用這艘快艇橫渡了英國與丹麥之間的北海。人們驚呼它為“無帆的帆船”！這艘構造奇特的快艇是如何前進的呢？你也許想不到它竟是靠圓柱體轉動來推動快艇前進的。要講清這個道理，可以先看一下乒乓球比賽中常見的削球現(xiàn)象。乒乓球運動員經(jīng)常把對手打過來的球“削”回去，被“削”的球總是離開其原始方向而飛向對手意想不到的地方。這是因為運動員給了乒乓球一個旋轉力，使球邊旋轉邊前進。球的旋轉使它周圍的邊界層也開始與球一起旋轉，發(fā)生空氣旋流。在乒乓球的一側，水平氣流與空氣旋流方向相反，使氣流速度減少；在球的另一側，兩種流動方向相同，結果使氣流速度增加。所以球的兩側壓力不同，壓力差就使球發(fā)生偏轉。乒乓球運動員就是靠擊球產(chǎn)生不同的旋轉方向和控制旋轉的強弱，來進行削球、拉弧圈球及抽殺的。實際上不光乒乓球運動員利用了這一方法，足球及棒球等運動員也常采用這一技術。比如踢足球時，如果你用力的方向不通過球心，那么足球就會旋轉。如果足球飛行時是帶左旋的，則足球左側的轉向運動與氣流方向相反，右側的轉向運動與氣流方向相同，這樣就使足球向左拐彎，繞過對方隊員或守門員。反過來，若足球飛行時是帶右旋的，則足球就會向右拐彎。旋轉的球仿佛是在自己造成的壓力波波峰上飛馳，這個壓力波一刻不離地跟著球前進。弗萊特納船就是利用了被削球的偏轉力原理來推動船航行的，它靠旋轉的圓柱體兩側壓力不同產(chǎn)生推進力。決定弗萊特納船前進推力的主要因素是圓柱體的旋轉，這一推進力的方向和大小與圓柱體旋轉方向和快慢有緊密關系。改變圓柱體的旋轉方向和速度，就可以改變船的航行方向和前進速度，使它像帶帆的船一樣在水中航行。推動弗萊特納船上的圓柱體轉動的能量可以從風中獲得，圓柱體所消耗的能量只是從風中獲得的能量的1/5。圓柱體代替船帆，結構簡單，不用裝4～6根或更多的桅桿，就能夠在波濤洶涌的大海中遠航。既然裝有圓柱體的船有不少優(yōu)點，為什么至今還沒有得到推廣使用呢？這是因為柴油機船更有吸引力，它在航行中受變化無常的大自然的影響小。而對于帆船和輪船，人類經(jīng)過幾百年的研制、使用、積累了豐富的寶貴經(jīng)驗。對于一般的木帆船，普通的小造船場就可以制造，并且又經(jīng)濟又實惠。但是，隨著能源危機的不斷加深，也許人類又會轉向弗萊特納船的研究上來。由弗萊特納船前進的道理，同學們一定能在日常生活中發(fā)現(xiàn)許多類似的現(xiàn)象。體育運動中所玩的擲飛盤就是其中之一，它與踢足球的道理一樣，也是利用擲出時的左、右旋來控制飛行方向。朋友們經(jīng)過仔細觀察，就會發(fā)現(xiàn)這樣的例子還有很多很多。

38空中的飛機為什么掉不下來很早人們就夢想像鳥一樣在天空中自由飛翔。人們發(fā)現(xiàn)鳥有兩種飛行方式：撲翼飛行和滑翔。最早人們注意到的是鳥的撲翼飛行，想象鳥一樣靠翅膀上下?lián)鋭觼盹w行，結果失敗了。后來人們轉向學習鳥的滑翔。對于鳥類的滑翔，很久以來人們一直迷惑不解，外國曾有人認為鳥的肚子里有熱氣作用，而中國晉朝一個叫葛洪的人在仔細觀察老鷹在飛行后，解釋說，老鷹伸直兩翅，并不撲動，反能盤旋飛行，且越飛越高，是因為上升氣流的緣故?；邙B類滑翔的原理，人們造出了滑翔機和早期的飛機?，F(xiàn)在我們知道飛機能夠在高空中飛行不落，是因為受到一個升力作用，而使飛機獲得升力的主要部件是機翼。但是飛機是如何得到這一升力的呢？為了解釋這個問題，我們先做一個簡單的實驗：將一個乒乓球放置于一個倒扣的漏斗內(nèi)，先用一塊紙板托住漏斗口。這時用吸塵器從漏斗窄口向里吹氣，并拿走紙板，此時乒乓球卻掉不下來。這就是“升力”托住了球體。因為空氣流過球與漏斗壁間窄縫時的流速大于流出漏斗口時的流速，所以漏斗寬口處的壓力大于漏斗窄口處的壓力，它克服了乒乓球的重力，使球支持著不落下去，即流速增加，壓強降低，這在物理學上叫做伯努利原理。飛機獲得升力的情況和上面的實驗相似，只是這時還要考慮到機翼周圍存在著的空氣的環(huán)流。這種環(huán)流在飛機的飛行中迭加到經(jīng)過機翼的平移氣流上。在機翼上部，環(huán)流的方向與平移氣流的方向相同，迭加結果使空氣流的速度增加；在機翼下部，環(huán)流的方向與平移氣流的方向相反，因而空氣流速度減少?？梢钥闯鰴C翼上方的氣流速度大于下方的，上面的流線較密，下面的流線較疏。根據(jù)伯努利原理，機翼上方的壓強減少，下方的壓強增大，形成了一個向上稍微偏后的總壓力Q。把Q分為水平與豎直方向上的兩個分力f及F，其中F就是飛機機翼受到的向上升力，它使飛機上升或保持飛機懸浮在空中；f分力是阻止飛機前進的正面阻力。對上述現(xiàn)象也可以用牛頓定律作一個定性的解釋。氣流對機翼有向上的升力，那么機翼對氣流就有向下的反作用力，這樣一來就使氣流向下偏斜。當氣流經(jīng)過機翼時，在豎直方向上的動量分量就有一個改變量，由于機翼對氣流有向下的作用力，因而機翼也得到一個向上的升力。這和前面所說的結果一致。所以飛機機翼受到的總壓力Q的大小和氣流的速度有關。氣流速度越大，Q也就越大。另外，Q還與機翼的形狀和迎面氣流沖向翼面的仰角a有關。飛機在飛行時，受到升力F、重力P、推進器的前進力F1和阻力f的作用。要使飛機能正常飛機，應保證升力足夠大、阻力最小。經(jīng)過長期的實踐與觀察，人們發(fā)現(xiàn)把機翼前緣做成圓形而后部做成尖銳形狀，并且使機翼上部稍微凸起，便可以使飛機少受旋渦的影響，即受到的阻力較小。因此人們逐步改善機翼的形狀，采用流線形機翼。實踐證明，在其他條件相同時，飛行的速度越快，機翼產(chǎn)生的升力也越大；機翼截面積越大，升力越大。對于低速飛行的運輸機，就要有較大的機翼，以獲得足夠大的升力。對高速飛行的飛機，機翼太長使產(chǎn)生的阻力增大，此時應采用小機翼。所以針對不同飛行速度的要求，要采用不同的機翼及不同的截面形狀。

39不論哪一種截面形狀的機翼，在一定范圍內(nèi)增大仰角a，都可以提高升力。飛機起飛的速度越小，為了增大升力，就要抬起機頭，靠增大機翼的仰角來增加升力。但仰角增大時，阻力也會增大，同時在機翼上面所形成的渦流區(qū)會越來越大，這時機翼受到的升力也會減小。所以在一般飛行中，機翼的仰角是有一定范圍的，如果超出了這個范圍，不但不能增加升力，反而會引起失速現(xiàn)象，會使飛機掉下來。一般飛機必須同空氣有相對運動，機翼才可以產(chǎn)生升力。但另有一種飛機，它具有停在空中不動的本事。這就是直升機。直升機在軍事和民用中都發(fā)揮著重大作用，它可以用于在交通不便地區(qū)運送物資、搶救傷病員、攝影，還可用于測繪地表、護林防火等。直升機機翼和空氣沒有相對運動，升力應該不存在，為什么它能在空中突然停住不動而又不掉下來呢？原來直升機的升力是由在它頭頂上旋轉的機翼所產(chǎn)生的。當直升機在空中的時候，它的旋翼仍然在不停地轉動，產(chǎn)生一個同直升機重力大小相等方向相反的升力。因此，直升機就能不前進也不后退、不升高也不降低，穩(wěn)穩(wěn)地停在空中執(zhí)行任務。

40鳥的翅膀長在哪兒不知中學生們是否仔細觀察過，鳥的翅膀長在鳥身上的什么部位。是背上，還是腹部，還是在其他什么地方？為什么？能不能從物理學的觀點來分析、解釋一下。如果人們稍加注意，就會發(fā)現(xiàn)鳥的翅膀是長在背部而不是腹部。因為當鳥飛行時，它的翅膀要產(chǎn)生升力，升力要克服鳥的自身重力，才能停留或翱翔在天空中，不至于墜落下來。鳥的翅膀長在背部，鳥的重心自然在下部。這樣升力和重力產(chǎn)生對位，才是穩(wěn)定的平穩(wěn)。如果鳥的翅膀長在腹部，升力和重力形成對壓的格局，必然使鳥翻轉或處于不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。所以，鳥的翅膀是長在背部而不是腹部。

41熱脹冷縮與熱縮冷脹愛打乒乓球的人都知道，不小心把乒乓球弄癟了，沒有關系，用開水燙燙就會使癟的地方鼓起來。大概許多人都知道這其中的奧秘，這是由于乒乓球里的空氣熱后體積膨脹，把原來癟的地方頂起來，乒乓球就修復好了。氣體不僅有受熱膨脹的特性，而且遇冷還會收縮呢，這就是平常人們所說的熱脹冷縮。自然界中許許多多的物體都具有熱脹冷縮的性質，物體的這種性質給人們的生活帶來了許多方便，也帶來了一些麻煩。比如，往自行車的車把上套塑料套時，先用熱水燙一下塑料套，再往車把上套，由于熱膨脹，就比較容易地將塑料套套上車把。過一會兒，塑料套遇冷收縮，就能緊緊地套在車把上了。而燒開水時，水壺里的水如果灌得太滿，受熱后體積膨脹，水會從壺里溢出。因此就要想辦法防止熱脹冷縮造成的危害。比如：夏天架電線時要架得松一些，以防止冬天電線遇冷收縮時繃斷；冬天鋪設鐵軌時，鐵軌間要留有一定的空隙，也是為了防止夏天鐵軌受熱膨脹使銜接處凸起來，容易發(fā)生火車出軌事故；為了使橋梁有膨脹和收縮的余地，在橋梁上同樣也要設置伸縮縫，以防止發(fā)生翹曲；夏天不要把自己內(nèi)胎的氣打得太足，防止空氣受熱膨脹，使內(nèi)胎爆裂，也是同樣的道理。盡管大部分物體具有熱脹冷縮的性質，但是不同材料的物體熱脹冷縮的程度不相同。物體的這種性質在生活中給我們提供了幫助，把煮熱的雞蛋放在冷水中泡一泡，由于蛋殼和雞蛋白的收縮程度不一樣，就可以使兩者脫離，剝的時候也就很容易了。在相同條件下，氣體膨脹得最多，液體膨脹得較多，固體膨脹得最少。知道了這個道理，對人們的生產(chǎn)和生活都是很有用的。在建筑上，廣泛采用的鋼筋混凝土，就是選用熱脹冷縮程度差不多的鋼材和混凝土材料，才能保證建筑物的牢固性。在我們的生活中，物體熱脹冷縮的例子數(shù)不勝數(shù)，但并不是所有的物體都是熱脹冷縮的。比如夏天我們?yōu)榱丝焖俦?zhèn)一下啤酒，可以將啤酒放在冰箱冷凍室中，但如果時間太長，啤酒瓶就會炸裂。這是由于在玻璃瓶冷縮的同時，啤酒中的水結冰后體積膨脹所造成。這與燒水時水受熱膨脹的情況恰好相反，如何解釋這種現(xiàn)象呢？自然界中有少數(shù)物質的脾氣很古怪，它們不是熱脹冷縮，而是熱縮冷脹，也叫反常膨脹。溫度4℃以下的水就具有這種非同尋常的特性。水在4℃時的密度最大，體積最小。溫度逐漸下降時，它的體積反而在逐漸增大，結成0℃的冰時，它的體積不是縮小而是脹大，大約比原來要增大1/10。由于4℃的水密度最大，所以在北方寒冷的冬天里，河面結了厚厚的一層冰，但在冰層的下面，水溫總保持在4℃左右，這為水中生物提供了生存的良好環(huán)境。水的這種反常膨脹的特性可以為人們所利用，如別具風味的凍豆腐菜，就是使豆腐中的水結冰后，體積膨脹把豆腐中原來的小孔撐大。當冰融化后，水從一個一個的小孔中流出來，豆腐里就留下了無數(shù)個小孔，整塊豆腐呈泡沫塑料狀，這樣，冰豆腐經(jīng)過烹調后，小孔里盛滿了湯汁，吃起來味道就非常鮮美。我國人民很早就知道并利用了水的這種反常膨脹特性來開采石料。寒冷的冬季，往石縫中注上水，等水凍成冰后，由于體積膨脹，就把石頭撐得四

42分五裂，這樣開采起來就既省力又能提高效率。但是水的反常膨脹有時也給人們的生活帶來了一些麻煩。比如在冬天，室外的自來水管常常會由于管中的水結冰而被撐裂；汽車司機在冬天的晚上收車后，常常要把水箱里的水放掉，以防止水箱凍裂。因此，北方的冬季特別要做好保暖防凍措施。另外，某些固態(tài)物質也存在著反常膨脹現(xiàn)象，“鉛”就是其中的一種，人們正是利用了它的這種特性（凝固后膨脹）而使鉛字更清晰的。

43冬冷夏熱的房子每當走到街上，在便道上經(jīng)?？吹皆S多用角鐵、鐵皮或鐵板建造的鐵房子。有些集貿(mào)市場也常有這種構造的鐵房子。鐵房子建造方便，既堅固、外表也很漂亮，又可以移動、搬遷。但從物理學的角度看，它卻有一個很大的缺點，就是冬冷夏熱。你知道這是為什么嗎？因為鐵的熱傳導率很大，故在冬天室內(nèi)的熱量很快就會通過鐵“墻壁”傳導出去，這樣就使室內(nèi)氣溫較低，不利于保暖；而夏天時，外界溫度比室內(nèi)高，熱量很容易經(jīng)鐵皮墻傳導到室內(nèi)，使室內(nèi)溫度升高，變得像外面一樣炎熱。因此，鐵皮房子冬冷夏熱不宜推廣。

44棉被的巧用一提起棉被，小朋友們馬上聯(lián)想到冬天用來蓋在身上睡覺用。其實棉被還有許多巧用。冷飲防化。用棉被包好冰糕等冷飲食品，能防止外界的熱傳導到冷飲箱內(nèi)，從而使冷凍食品能保持低溫，不會融化。安全救火。如不慎發(fā)生汽油或柴油起火，千萬不能用水去撲滅?？梢杂媒拿薇蝗ジ采w，這樣會使燃油與空氣隔絕，得不到氧氣助燃而自行熄滅。作戰(zhàn)防護品。戰(zhàn)爭爆發(fā)的，如果身邊沒有更好的防護品，由于棉絮具有一定的緩沖作用，對于速度較小的彈片或其他速度較小的飛行物，棉被有一定的防護作用。在房屋中或作戰(zhàn)坑道中，還可將棉被蓋在老人或小孩的身上。??

45淘氣的暖瓶塞我家的暖瓶塞真是不聽話。當灌滿水時，它老是“滋滋”叫，等你不注意的時候，它又“蹦”的一下跳起來，落到地上。你把它撿起來，重新塞在瓶口上，它更不“老實”，按下去就彈出來，真讓人生氣?？墒牵降诙煸缟显儆门康顾畷r，想不到它又縮進瓶口，緊緊地拔不出來，好象瓶內(nèi)有東西拉著它似的。你知道我家的暖瓶塞為什么這樣不聽話嗎？產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因，主要是暖瓶膽的真空夾層不好了。比如：瓶膽鍍的水銀層脫落，這樣防止熱輻射的能力差了；或者瓶膽下面的抽真空的封口破了，夾層不再是真空，熱傳導的能力增強了；另外一個原因是軟木塞子磨損變小或者漏氣等等。當剛剛沸騰的水灌入這種暖瓶里時，水蒸氣繼續(xù)大量地蒸發(fā)，由于軟木塞磨損，所以軟木塞和瓶口處的摩擦力減小，并且還有漏氣的地方。于是，水蒸氣通過瓶塞和瓶口的縫隙，發(fā)出“滋滋”的響聲。摩擦力不夠，又使塞子被水蒸氣壓力沖出來。如果當水用掉一半以后，暖瓶里上部開始積存大量的熱空氣。由于暖瓶保溫性能不好，這部分氣體在夜間就變冷，隨之壓強變小，小于大氣壓強，瓶塞在外界大氣壓強的作用下，塞子被往里壓，一直到瓶口徑細小部位阻止它進一步往里縮去。這時，外部大氣壓強仍然大于暖瓶內(nèi)部的壓強。外、內(nèi)壓力之差，迫使瓶塞很難拔出來。只有巧妙地旋轉瓶塞，使氣流能有機會流向暖瓶內(nèi)部，使得瓶內(nèi)外的壓強相等，才可以將暖瓶塞取下來。你遇到過上述情況嗎？如果碰上了，不妨也試一試。

46雞蛋的魔術觀看魔術表演時，經(jīng)常能見到魔術師手持一個完整的帶殼的雞蛋，一轉眼功夫就放進一個瓶口比雞蛋略細的瓶子里，雞蛋在瓶中完好無損。這是怎么回事呢？難道雞蛋能變小嗎？其實，是魔術師利用物理方法，迅速、巧妙地讓雞蛋進入瓶子中的。使雞蛋進入瓶口略細的瓶子有兩種方法：其一：把一小團棉紗蘸上點酒精，點燃后放進準備好的空瓶中，等棉紗快要燃燒完時，將雞蛋扣壓在空瓶的口頸上，讓它的四周均勻接觸瓶口，不留任何縫隙。這時，由于瓶內(nèi)熱空氣變冷，壓強降低，瓶子外部的大氣壓強大于瓶內(nèi)氣體的壓強，于是形成一個向瓶內(nèi)的壓力，正好把直徑略大于瓶口的雞蛋壓進瓶口內(nèi)。不過，要想從瓶內(nèi)再把雞蛋完好無損地倒出來，可就沒這么容易了。其二：事先把雞蛋泡在醋內(nèi)，使蛋殼的石灰質變軟，但顏色、形狀仍然沒有變化。這時，可以把雞蛋拉成橢圓形放進玻璃瓶內(nèi)。等放進去后，雞蛋又恢復了原來的形狀。

47人類生活與大氣壓強生活在地球上的人類，無時無刻不受到大氣壓強的作用，就像潛水員潛入海底要受到海水的壓強一樣。那么，大氣壓強和我們的日常生活有什么關系呢？現(xiàn)僅舉幾例來說明這個問題。古代，人們利用大氣壓制造了大氣壓抽水機。最簡單的抽水機只需要一個兩端開口的鐵筒和一個與筒內(nèi)壁密切配合的活塞就制成了。它的工作原理和注射器的工作原理是一樣的，都是利用大氣壓強把液體吸入管中。注射器在吸藥液前將活塞推到下端，然后將針頭插入藥液瓶中，當活塞被提起來時，管內(nèi)前端的氣體極少，壓強相當小。藥瓶中的藥液在大氣壓的作用下，被壓進針管中?，F(xiàn)在，人們經(jīng)常用吸管吸各種飲料、小聰聰母液、人參蜂王漿等口服營養(yǎng)液，給鋼筆灌墨水，農(nóng)業(yè)灌溉中常用的“虹吸現(xiàn)象”，新型墻壁上的掛衣鉤等等很多方面都是巧妙地利用了大氣壓強，為人類生產(chǎn)、生活、學習和科學研究服務。想一想，你身邊有應用大氣壓強的實例嗎？人們經(jīng)常應用拔火罐的方法來給人治腿痛。這是不是也應用了大氣壓強呢？

48大氣壓的發(fā)現(xiàn)大氣壓強的發(fā)現(xiàn)跟抽水機的使用是緊密相連的。在古代，人們已經(jīng)會用吸取式抽水機抽水了。那時人們用“自然害怕真空”的說法，解釋水在抽水機中隨活塞上升的現(xiàn)象。而對這種現(xiàn)象的真正原因——大氣壓強的作用，是不知道的。1640年，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，在意大利的繁華商業(yè)城市佛羅倫薩，人們想用抽水機抽出深度在10米以上的礦坑中的水。結果發(fā)現(xiàn)，水只能吸到大約10米的高度。技師們想盡了各種辦法，使活塞跟筒壁緊密配合，但仍然不能使水升得更高。技師們向當時的大科學家伽利略求教，伽利略因年老多病，不能仔細考察和研究這個問題。但是，他指出：如果水在抽水機中能升高10米，那么，比水輕的油，應該升得更高。比水重得多的水銀，上升的高度應該比10米少得多。伽利略去世后，他的學生托里拆利繼續(xù)研究這個問題。他用玻璃管代替不透明的金屬圓筒，用水銀代替水作實驗。實驗結果，跟導師伽利略的預料完全相符。水銀在玻璃管中上升的高度，只有水上升高度的1/14左右。在托里拆利實驗中，玻璃管內(nèi)水銀的上方就是真空。這說明自然界是可以產(chǎn)生真空的，自然害怕真空的說法并不成立。托里拆利的實驗，不僅揭示了大氣壓的存在，而且測出了大氣壓的大小。在大氣壓的作用下，水在抽水機中上升的最大高度大約為10米左右。

49“鉆”冰取火冰一般存在于0℃以下的環(huán)境中，給人以寒冷的感覺，可以用它來冷卻食物或制成冷飲，如冰鎮(zhèn)汽水、冰鎮(zhèn)啤酒之類。但冰還可以用來引火、取暖，你大概就不知道吧！用“冰”取火，這絕不是天方夜譚，也不是夢想。早在18世紀，人們就開始探索用冰取火的方法。法國著名的科幻小說家儒勒·凡爾納在他的小說《哈特拉斯船員歷險記》中，就有用冰取火的描寫。南極考察隊的隊員們，在丟失火種的情況下，他們面對寒冷和饑餓的威脅，開動腦筋，終于用“冰”重新取得了火種。人們常聽說鉆木取火，而用冰是如何來取火的呢？這就涉及到物理中幾何光學的原理了。光通過兩種媒質的界面時，要發(fā)生折射。凸透鏡（會聚透鏡）是一種光學元件，它對光有會聚作用。讓一束平行光通過凸透鏡，光線會聚焦成點，即平行光聚焦法，并且使熱量集中到焦點上。如果在焦點處放些易燃物質，易燃品就會燃起來?！般@冰”取火，就是利用凸透鏡對光的會聚作用。人們?nèi)〈笮∵m度的一塊冰，首先將冰磨制成一面凸透鏡。然后，利用太陽光找到冰凸透鏡的焦點，便可利用此冰凸透鏡引燃火種。這就是所謂“鉆冰”取火的奧妙！中學生們，如果手邊有一個放大鏡（凸透鏡），可以利用，你會采用平行光聚焦法，試一試把白紙燒黑點燃嗎？你能用冰磨制一塊凸透鏡嗎？你能“鉆”冰取火嗎？我建議你親自試一試。

50高原速寫聽說高原氣候會帶來許多奇怪的現(xiàn)象。比如在高原生長的一些人，兩頰緋紅，十分好看，又比如，在高原燒水怎么燒水也開不了。你是怎么理解“水燒不開”的呢？答：首先對“水開”的定義要有一個統(tǒng)一的認識，不然，誰說都有理?！八_”應指在1個大氣壓的平地上，水加熱到100℃沸騰這種狀態(tài)。在高原，由于氣壓低，因此沸點就降低，不到100℃水就沸騰了。你說：“沒有開”也不合適，因為照樣有氣泡產(chǎn)生，水在沸滾，只不過是這時的水不到100℃，沏茶沏不開，水中的微生物也沒有殺死。為了使高原的水能真正燒開，即讓它在100℃時才沸騰，就必須使用高壓壺或高壓鍋，這樣水的沸點就只決定于高壓壺中的水蒸氣的壓強了，而與外界大氣壓無關。

51冰展這不是“冰燈展”，也不是“冰雕展”，更不是“冰的藝術節(jié)”。而實實在在是一個“冰的物理展”。展臺上標著各種溫度下的冰，有等于攝氏零度的冰，也有低于攝氏零度的冰，還有高于攝氏零度的冰。還展出了“冰、水一體”，“冰上浮冰”，“干冰升華”等節(jié)目。請你想想，上述一些現(xiàn)象你都能清楚嗎？答：正常一個大氣壓下水在攝氏零度凍成冰；鹽溶液的熔點較低，飽和的鹽溶液可以到-18℃才凍成冰；在高壓下，水在高于攝氏零度的情況下才結冰。“冰、水一體”是0℃時冰和水的混合物；“冰上浮冰”顯然是兩種不同密度的冰，實際上指在-78.5℃時冰上浮著一塊“干冰”，因為CO2在-78.5℃時可成為固體；“干冰升華”是指固體CO2不經(jīng)液化而直接汽化。

52棉花糖一小勺白糖加工以后能變成一大團“棉花”，雖然味道并沒有太大改變，但是小孩都喜歡邊吃邊玩。你知道棉花糖是怎么加工成的嗎？假如用一小勺鹽，你能不能加工出“棉花鹽”？答：一小勺白糖一邊加熱融化，一邊放在一個轉動的離心機上，于是成為粘液的糖液被甩了出去，然而甩出去的糖液又在空氣中冷卻，形成了細細的糖絲。因此，一小勺糖可以加工成一大團棉花糖。由于糖隨溫度變化時，它的形狀變化很復雜，必須在一定的溫度范圍才能形成粘性最大的狀態(tài)，如果超過這個溫度，糖就會焦化。也就是說，糖是一種非晶體物質，它沒固定的熔點。但是鹽與糖不同，鹽是晶體物質，它有固定的熔點，低于這個溫度是固態(tài)，高于這個溫度是液態(tài)，所以不可能甩出細絲來，至多只能甩出細細的鹽花來。

53阿凡提新傳阿凡提準備買一大塊冰，回去給農(nóng)研小組的同志做實驗。他來到人工制冷場，開票的人問他：“你帶口袋了嗎？”阿凡提答：“沒有?！庇謫枺骸澳銕ЬW(wǎng)兜了嗎？”“也沒有。”“你準備用兩手抱回去嗎？”“不?！遍_票的人又問：“那你準備怎么拿呢？”阿凡提笑嘻嘻地從衣服口袋里取出一根半米長的繩子說：“瞧，就用它?！贝蠹叶加X得很奇怪，可是阿凡提真的用繩子把冰提了回去。你知道他是怎么做的嗎？答：他把繩子放在冰上，一端留在外面。然后沿繩子的部位撒上鹽。這樣，由于鹽水的融點較低，所以沿繩子部位的冰融化，繩子慢慢勒進冰中。但是由于鹽的成分逐漸向四周擴散，周圍的低溫也向繩子部位傳導，繩子周圍便重新結上了堅硬的冰。于是繩子就與冰塊凍在一起，而它的另一端留在冰的外邊，這樣阿凡提就可以提著冰回去了。

54無獨有偶東村有個阿凡提，西村有個阿小提。話說那個阿小提并不是阿凡提的親戚，但十分欽佩阿凡提的聰明，于是自己改名為阿小提。每次阿凡提有什么“新節(jié)目”時，阿小提也總會躍躍欲試。這天，阿凡提提著一大塊冰路過西村，阿小提回屋里，冥思苦想，終于也用一根細線提著一大塊冰糖走了出來。大家都夸阿小提聰明。阿小提是怎么做的呢？答：阿小提用細線提冰糖的辦法是很簡單的：用一個燒杯燒水，加熱到70～80℃，在水中不斷地加進糖。由于水的溫度越高，糖溶解得越多、加糖加到剛剛不能再溶解為止，也就是制成糖的飽和溶液。這時再略為升高一點溫度，并用細線系上一粒小的冰糖粒，掛在糖溶液的中間。撤走電爐，使糖溶液逐漸降溫。由于溫度降低，飽和溶液中的糖就會析出，而且由于細線上的冰糖成為一個晶核，析出的糖都會沉積在那上面，最后糖水降至室溫，細線上就成了一大塊結晶的冰糖。

55氣功的魔力多思看過一次氣功師的表演，氣功師把一個未開封的藥瓶拿在左手，右手發(fā)功。隨著他右手上下移動，只見瓶內(nèi)的藥片紛紛落下。表演完畢，打開封蓋，瓶內(nèi)少的藥片數(shù)量正好等于掉出來的藥片的數(shù)量。后來又有一次機會，氣功師要把封閉在玻璃管里的一根鐵絲變出來。氣功師又在運氣，這時多思看得出神。正遐想之際，只見氣功師已表演完畢，鐵絲已從玻璃管中拔出，玻璃管仍然完好無損，可是還有一截鐵絲斷在玻璃管內(nèi)，好像拉斷的一樣?；氐郊依铮嗨甲笏加蚁耄簹夤煈{什么本事能把東西從瓶子里取出來，可是瓶子還完好無損呢？他忽然聯(lián)想到楊老師在課堂上的表演，把一塊冰切開了又合上了。對！準是氣功師發(fā)出了一種能量，傳給了玻璃瓶內(nèi)的藥片；當藥片經(jīng)過玻璃瓶時，這個能量足以使玻璃融化；而等到藥片一出玻璃瓶，玻璃又凝固成原來形狀。那根鐵絲斷在玻璃管內(nèi)不也正是證明了這個道理嗎！多思的想象力太好了，可誰又能說他的想法沒有科學根據(jù)呢？或許他的猜想會被進一步證實的。

56車輛駕駛中的物理學問老司機王師傅在給徒弟小劉傳授山路駕駛經(jīng)驗時說：“在走盤山公路時，上坡要用低速檔，將車速減慢，下坡時要半踩剎車，控制車速不能太快，拐彎處車速不能太快。精力要集中，一定要注意行車安全，杜絕事故發(fā)生?！蓖鯉煾档脑捠怯幸欢ǖ览淼摹＼囕v駕駛中，有很多物理知識，這里僅談幾點。大家知道，一部汽車的額定功率是不變的。根據(jù)物理學公式：P=F·V（1）其中P是汽車的額定功率，F(xiàn)是汽車的牽引力，V是汽車行駛的速度。汽車上坡時，速度減慢，即V變小。由（1）式可知，P不變，汽車的牽引力F必然增大。這樣汽車的牽引力F，可以克服汽車本身的下滑力、摩擦阻力，安全沿坡向前行駛。因此，上坡時一定要比平坦公路上的車速小。下坡時，盡管有時關閉油門，不再有發(fā)動機提供牽引力，但是，依靠汽車自身重力的分力即下滑力，仍然使汽車有一定的加速度，速度有可能會越來越大，甚至無法控制。為了保證行車安全，防止發(fā)生意外事故，經(jīng)常利用手閘或腳閘半剎車行駛，把車速控制在安全速度范圍內(nèi)。汽車拐彎時，汽車需要提供一個向心力。向心力可由汽車自重和路面的傾斜來提供，也可由汽車輪胎和地面間的靜摩擦力來提供。如果汽車車速很大，提供的向心力太小，就會導致汽車甩出路面，甚至出現(xiàn)翻車事故。因此汽車拐彎時，也一定要把車速控制在安全范圍內(nèi)。

57共振的控制不論是在城市，還是在農(nóng)村，凡是用扁擔挑過水的人，都有一個共同的感覺：用扁擔挑水，不能邁太大的步子，而要走小碎步。這樣做是為了防止走路的頻率正好等于扁擔的固有頻率，發(fā)生共振現(xiàn)象，致使桶內(nèi)的水灑出來。軍隊里有明確的規(guī)定：凡行軍過橋的部隊，不準在橋上齊步走或正步走，而要便步走，這是為了防止大橋發(fā)生共振，而使橋梁倒坍。這決不是危言聳聽。1906年，俄國軍隊在通過彼得堡附近一座大橋時，由于齊步走，致使大橋發(fā)生共振而斷裂，造成了很大的傷亡。1992年5月，法國科西嘉島在一次足球比賽中，由于球迷們在看臺上歡呼跳躍，使看臺發(fā)生共振，結果看臺倒坍，幾十人死亡，800多人受傷。這些悲劇的教訓是沉重的，不應當再繼續(xù)發(fā)生。至于用吊桶在水井中打水，就和挑水不大一樣了。吊桶快要到達水面時，一定要上下、左右晃動牽繩，使策動力的頻率等于吊桶的固有頻率，使吊柄發(fā)生共振，翻轉到水里，等灌滿后再提起，就能打滿一桶水。工業(yè)上裝油或裝其他液體的槽車，設計了許多隔板，目的是防止行車時發(fā)生共振，引起液體大幅度晃動，被灑出來。發(fā)生共振的條件，是策動力的頻率等于振動物體的固有頻率。發(fā)生共振，有利有害。人類知道共振的原理，可以在有利時促使共振發(fā)生，有害時防止共振發(fā)生。

58戎馬生涯杜老師每當回憶起他的戎馬生涯，總要講“過沼澤”和“爬峭壁”這兩個故事。杜老師是部隊的宣傳隊長，有一次在去前線慰問演出的途中，遇到了沼澤地帶。如果戰(zhàn)士們站著走，就有陷進沼澤的危險。于是，杜老師命令戰(zhàn)士們匍匐前進，小心翼翼地爬過沼澤地，安全到達前線，勝利地完成了慰問演出任務。另有一次，他們宣傳隊為了避開敵人的尾隨追擊，繞路走上了一峭壁，戰(zhàn)土們只要一不小心，就會滾到山崖下，發(fā)生意外傷亡事故。于是，他又命令戰(zhàn)士們匍匐在峭壁上，小心翼翼地爬過去，并找到了一條通往安全地帶的小路，保存了自己的實力，達到了預期的目的。初看起來，這兩次行動，杜老師都讓戰(zhàn)士們采用了匍匐前進的辦法。細想起來，這里卻有著不同的物理原理。過沼澤地時，每位戰(zhàn)士立著和趴著重量一樣，對地面的壓力也一樣。但是，立著時，只有戰(zhàn)士的雙腳跟地面接觸；趴在地面上時，戰(zhàn)士幾乎全身跟地面接觸。由于接觸沼澤地面的面積增大，相同的壓力下壓強大為減小。因此，保證了戰(zhàn)士不陷進沼澤，從而安全地穿過沼澤地。過峭壁時，每位戰(zhàn)士立著和趴著重量也一樣，對地面的壓力也一樣。但是，趴在峭壁時，戰(zhàn)士的重心大大地降低，提高了戰(zhàn)士的穩(wěn)定程度（物體的重心越低，穩(wěn)度越大）。因此，保證了戰(zhàn)士順利地通過峭壁，避免了掉到山崖下邊的危險。

59熱力學溫標英國著名科學家開爾文創(chuàng)立了把-273℃作為零度的溫標，叫做熱力學溫標（或絕對溫標）。用熱力學溫標表示的溫度，叫熱力學溫度（或絕對溫度）。熱力學溫度用符號T表示。熱力學溫度的單位是開爾文，簡稱為開，國際符號是K，它是國際單位制中7個基本單位之一?，F(xiàn)在國際上公認的熱力學溫度的零度是-273.15℃，叫做絕對零度。就每一度的大小來說，熱力學溫度和攝氏溫度是相同的，所以熱力學溫度跟攝氏溫度間的關系為T=t+273.15為了簡化，可以取-273℃為絕對零度，則T=t+273

60“物理”餃子北方人都愛吃水餃，常言道：“好吃不如餃子。”但是，餃子有羊肉餃子、豬肉餃子、三鮮餃子??這里怎么還有“物理”餃子？其實所謂“物理”餃子，意思是說煮餃子并不是件容易的事?；疠p煮不熟，火重餃子都破了，這里邊還真有一些學問，實際上都是一些物理原理的運用。煮餃子時，有經(jīng)驗的“美食家”都是等水沸騰后才把一定數(shù)量的餃子下到鍋里，并且邊讓餃子下鍋，邊用勺子輕輕在鍋底推動沉下的餃子（重力大于浮力，餃子下沉），水不再沸騰；等到水重新沸騰后，看到餃子個個飽滿，而且浮到水面（浮力大于重力，餃子上?。糠诛溩討腋≡谒校ǜ×Φ扔谥亓?，餃子懸?。?，再加點兒涼水，稍煮一會兒就撈出來，且斷定已經(jīng)煮熟可以享用了。這樣做是為什么呢？從物理學的觀點看，包餃子的面從生到熟，密度會由大變小，熟餃子的體積要比生餃子的體積大，原因是包餃子的時候，將空氣和餡一起包到餃子里；這些空氣封閉在餃子里出不來；生餃子放到鍋里受熱后使餃子里的空氣體積膨脹。因此，生餃子下鍋后，餃子的重力大于浮力，餃子沉在鍋的底部；煮熟的餃子，浮力大于餃子的重力，會上浮到水面。所以說，煮餃子也有“很深”的物理學問。撈到盤里或碗里的餃子，馬上又變小了。這也是由于出鍋后，室內(nèi)溫度比較低，餃子遇冷后，里邊的空氣收縮，使餃子又變小了。

61真空包裝真空包裝也是依據(jù)物理原理進行生產(chǎn)的。我們知道，氣體的壓強是由于大量氣體分子不斷碰撞器壁產(chǎn)生的。因此，單位體積的分子數(shù)越多，溫度越高，器壁單位面積上受到氣體分子的沖擊力越大，壓強越大。所謂真空，就是把容器里邊的氣體抽出來，抽出來的氣體越多，容器里單位體積的分子數(shù)越少，壓強越小。所以經(jīng)常用容器里壓強與大氣壓強的差異大小，來表示容器里真空度的大小。

62哪種方法節(jié)省煤氣媽媽讓丟丟用臉盆溫點水洗臉，可是丟丟偷懶，只用暖水瓶里的水對上涼水就洗臉了。媽媽很不高興，說這樣費煤氣。你說丟丟的媽媽說得有道理嗎？答：我們用一個實例來計算一下：假如丟丟最后配好的水是5千克、50℃，他用的暖瓶中100℃的開水為m千克，用20℃的涼水必然是（5-m）千克。由Q吸=Q放有c×m×（100-50）=c×（5-m）×（50-20）得：m=1.875千克要把1.875千克的水從涼水情況（20℃）加熱到100℃的開水，所需的熱量為：Q=c×m×（t2-t1）Q=4.18×1.875×（100-20）∴Q=627焦耳對于第二種情況，即直接使20℃的5千克的涼水升高到50℃，所需熱量為：Q’=4.18×5×（50-20）=627焦耳由此說明，這兩種情況所需熱量是一樣的。也就是說，如果沒有熱量損失的話，要制備一定溫度、一定質量的溫水，不管哪一種辦法，所需供給的熱量是相等的，這符合能量守恒定律。但是從實際生活出發(fā)，情況有些不同，一般把水煮沸，往往并不是剛剛加溫到100℃，而且存在物態(tài)的變化，因此實際上還要多供給一部分汽化熱。等100℃的開水灌進暖瓶里以后，由于暖瓶的保溫多少都有些損失，實際用的時侯溫度到不了100℃，而只有80℃左右。由于這兩個原因，所以采用兩種不同溫度的水相混的辦法，需要的熱水會超過1.875千克，這就表明必須多費煤氣提供更多的熱量才行。看來，丟丟的媽媽還是有實踐經(jīng)驗的。

63爆米花有一種職業(yè)快要消失了，這就是爆米花。倒不是爆米花不好吃，而是因為那種土制的工具不衛(wèi)生，它含有鉛，而鉛是人身健康的大敵?，F(xiàn)在，我們先不去議論鉛有毒之類問題，而要從爆米花本身去考慮：為什么放進去的是米粒，出來的是松脆的米花了呢？請你說說這個道理。答：爆米花的過程是這樣的：把米粒和糖精放到一個可以轉動的容器里，蓋緊蓋子以后，把容器放在火上燒，同時不停地轉動，使內(nèi)部米粒受熱均勻。等到容器內(nèi)的壓強達到幾個大氣壓的時候，卸下容器，把容器蓋猛然打開，只聽“嘭”的一聲，噴香的米花就爆好了。在加熱的過程中，雖然容器氣體體積不變，但是氣體的溫度和壓強都在增高。這時，容器內(nèi)的氣體符合氣體狀態(tài)方程，也就是說PV=RT或者改寫成PVPV1122為=TT12PP12設加熱前為狀態(tài)1，加熱時為狀態(tài)2，于是V1=V2,=,也就是說TT12加熱期間，溫度和壓強是在同時增加的。當容器打開的一瞬間，容器中氣體來不及和外界產(chǎn)生熱交換，因此是絕熱膨脹的過程。在絕熱膨脹過程中，符合理想氣體的絕熱過程的方程，由于體積一下子變大，容器內(nèi)的壓強急劇變小，使得每個米花內(nèi)部貯留的空氣失去了外部壓強的限制，于是米花都爆開了。

64打氣筒的學問（一）有的打氣筒又省勁，又打得快；而有的打氣筒，又費勁，進氣又慢，而且氣筒還發(fā)燙，這又是什么原因呢？答：打氣筒是通過一個活塞做功，使進到氣筒里的空氣被壓縮后打進輪胎中，所以好的氣筒應該不發(fā)熱，氣體屬于等溫壓縮，即滿足玻意耳—馬略特定律PlVl=P2V2。有的氣筒，活塞和氣筒壁之間摩擦力太大，造成氣筒發(fā)熱，而氣筒內(nèi)的空氣又得不到充分壓縮，壓力不夠大就壓不進輪胎，或者接嘴處有漏氣現(xiàn)象。這樣打氣時做的功大部分都變成無用功損耗了，氣筒的效率當然差。

65打氣筒的學問（二）經(jīng)過革新后的打氣筒，在主筒體旁邊還多了一個副氣筒。這種打氣筒有什么優(yōu)越性呢？答：附加的副氣筒實際上是一個貯氣室。當開始打氣時，活塞運動只是給副氣筒打氣，打到一定程度，副氣筒中的氣體壓強到了一定數(shù)值以后，氣體會被自動地壓到輪胎中去。由于副氣筒的體積小，只要稍用幾下力，就可以把它貯滿一定壓強的氣體，這比直接往輪胎中打氣要省力得多。另外，一開始時副氣筒中的壓強比輪胎中的低，所以往副氣筒打氣，壓差大，容易進氣。

66燈泡的自白一只220V、40W的燈泡訴苦說：“別看我的功率并不算大，卻使盡了我全身的本事。發(fā)光的時候，我感到周身發(fā)麻，我的電阻居然比0℃時增大了16倍。我熱得發(fā)昏，幾乎快要熔化，體溫竟高達2830℃。說實在的，為了給人間多一點光明，我到了無私忘我的地步?！睙襞菡f的是實情，現(xiàn)在我們來計算一下這電阻的溫度系數(shù)a是多少？已知電阻隨溫度變化的關系式為R=R0（1+at），請求出0℃時電阻為多少？R答：根據(jù)題意：=16，t=2830℃R0∴16=1+2830aa=5.3×10-3/℃由此，電阻的溫度系數(shù)a為5.3×10-3/℃又根據(jù)公式222UU220P=∴R===1210WRP40

67今夜星光閃爍每當夏夜乘涼的時候，天空的星星總是一閃一閃，像是眨著可愛的眼睛。這是星星的原因還是眼睛的原因？能不能讓星星不閃爍？答：夏夜里我們看到的星星大多是銀河系里的恒星，因為行星本身不發(fā)光，只是反射恒星照在它上面的光。恒星作為光源，它的光的亮度是一定的，而且是連續(xù)的，并不是間斷的。所以星光閃爍不是由星星本身的原因造成的。同樣，看到星星閃爍也不是人的眼睛的問題，而是由于星星發(fā)出的光線經(jīng)過地球稠密的大氣層時會折射，但是高空的氣流不穩(wěn)定，這種變化引起光線折射的變化，看起來就造成了閃爍的星星。要讓星星不閃爍的辦法是有的，當宇航員坐著宇宙飛船在地球高空軌道上或在宇宙中飛行時，星星的光線由于不經(jīng)大氣的折射，它就不閃爍了。但同時我們又會看到，天空不再是蔚藍色的，整個宇宙是黑洞洞的，地球卻變成了一個藍色的星球了。為什么是藍色的，請大家繼續(xù)思考。

68全息照像最初，我們利用透鏡成像的原理，得到照片，這已經(jīng)很不容易了，連紫禁城里的老佛爺都視為新奇的寶貝。后來，采用多棱鏡，在同一張照片上，可以同時攝出不同角度下的形象，這樣，對一個人的印象也就不會是片面的了。在出現(xiàn)激光以后，照相術有了劃時代的進步，已發(fā)明出立體相片，從各個角度看過去，事物都活生生地呈現(xiàn)在你面前。這就是激光全息照相。它的基本原理是這樣的：由激光器輸出的激光分成兩路，一路照射物體，另一路照到一個反射鏡上，兩路光反射到同一個照相底片上，這兩路光產(chǎn)生干涉，于是在照相底片上形成干涉條紋。當我們再次用激光照射具有干涉條紋的照片時，就可復現(xiàn)立體圖像。全息照相還有一個特點，即使相片損壞了，只要還殘留一部分，依然可以由干涉紋的信息復現(xiàn)圖像。既然全息照相可以從各個側面來看立體圖像，那么能不能發(fā)明激光全息電影呢？讓一個個連續(xù)的電影鏡頭也成為從各個側面來看都是立體的，讓屏幕中的人物走到觀眾面前，既虛又實，那不更好嗎？其實這正是專家們要進一步研究的課題。

69攝影珍品隨著寵物的出現(xiàn)，貓不斷地被一些人所親近，并視為寵物。于是在寵物市場的廣告欄中，便出現(xiàn)了“百貓圖”。形態(tài)各異的貓的照片被分門別類地陳列著。其中許多照片上貓的眼睛都是又圓又大、炯炯有神。攝下這樣的照片是很不容易的。因為貓的眼睛只有在黑暗的時候，才睜得又圓又大。只要光線一強，它就馬上把眼睛閉上，瞳孔變成一條縫。這就為拍攝照片帶來了不便。如果在陽光下拍攝，貓的瞳孔就變小了，拍不到目光炯炯的照片。如果在黑暗中，又無法拍照。那么，攝影師是怎樣想方設法攝出這些藝術“珍品”的呢？其實，要想拍攝睜大眼睛的貓的照片，只有一種巧妙的辦法，那就是使用速度較快的閃光燈。在貓尚未對光有本能反應之前，利用這個時間差，就能拍攝下所需照片。同時，最好使用高感光度的膠片。

70用照相機拍攝電影畫面如果你想用照相機拍攝下電影某一個畫面，關鍵是如何選擇照相機的快門速度。電影膠片并不是連續(xù)的，一般每秒鐘放映24張畫面，由于人的視覺暫留，才不會感覺有中斷。因此，在用照相機拍攝電影畫面時，必須選擇合適的快門速度。不能太短，也不能太長。一般選擇1/50秒（或1/60秒）。在這一瞬間，電影只放1～2個畫面，能夠被比較清晰地拍攝下來。若選擇1/200秒，1/500秒，就有可能正好攝取了畫面經(jīng)過半格的位置，得不到完整的畫面。如果選擇1秒，2秒，必然把許多畫面的內(nèi)容重疊起來，造成畫面模糊不清。在可能的情況下，可以實踐一下。

71光學去污劉劍向于老師學習黑白炭素畫。一天，劉劍想把自己的炭素畫翻拍成照片，送到省城參展。當拍到劉劍最喜歡、于老師最欣賞的一幅畫時，他失望了。這幅畫由于保存不小心，弄上許多紅墨水的點跡，翻拍后一定有許多污跡。劉劍正為此發(fā)愁時，于老師為他想出了一個光學去污法。你知道于老師的去污法嗎？于老師告訴劉劍在照相機的鏡頭前加一個紅色的濾光鏡。這樣紅光都能攝入，紅墨水當然也不例外。由于用的是黑白底片，紅光在底片上感光后，沖洗出來的照片污點就成了白色，和其他空白部位的顏色一致。按照于老師的光學去污法，拍出的照片確實很理想。想一想，如果污點是黑色的，此法還行嗎？

72往回看人們言語的交流越來越默契，如果說：“不要往回看，要向前看?！蹦阋欢ú粫斫鉃椤盎仡^看”的問題。因為“回頭”所看到的還是現(xiàn)在的事情。因此，“往回看”只是一種意愿，并不能實現(xiàn)。然而，我現(xiàn)在要正視現(xiàn)實，再一次問：“往回看”能不能做到？也就是，人能不能看到過去？你能不能給我一個正確的回答？答：從兩種意義上，人們能夠看到過去，或者說，可以看看過去正在發(fā)生的事情。也許你會說：“你可真會吹牛，看你怎么自圓其說！”好吧，你聽我說：（l）隨著技術的發(fā)展，人們發(fā)明了一種紅外相機，它能把人們看不見的紅外線攝下來。因此，它可以用來破案，比如某處發(fā)生了一起搶動案，案犯剛剛逃離，但是現(xiàn)場，他作案時各種東西發(fā)出的紅外線依然還殘留著，就好比夸大來說：一個火爐雖已搬走，但是下面的磚還散發(fā)著熱氣。由于高靈敏度的紅外相機可以分辨不同溫度，最后可以通過計算機的數(shù)字處理，最后顯示出作案時的圖像。這樣，人們不是可以看到過去發(fā)生的事了嗎？（2）再從廣義來講，我們從天文望遠鏡里所看到的星球，那只是從那個星球發(fā)出的光，走了幾十光年的路程才傳到我們眼里，實際上是幾十年以前發(fā)出的光，你所看到星球上的景物也是幾十年以前的景物。宇宙那么大，那些星星遠的離地球幾百、幾千光年，近的也有幾十光年，更遠的光線太微弱了?？傊囊鼓闼吹降男菆D實際上是幾十年、幾百年、幾千年前一個綜合的圖像，它們雖然發(fā)生在過去不同的年間，但是卻一起收斂到你眼簾。想想看，你不但能看到過去，甚至能看到幾千年前宇宙里發(fā)生的事情，你不感到驕傲嗎！

73地震與地震儀地震是地殼或地幔中積累的應力，以快速應變或破裂形式釋放其能量的現(xiàn)象。按應力來源可分為天然地震和人工地震（由爆破建筑物等所引起的）。天然地震按其成因可分為構造地震、火山地震和陷落地震。地震一般包括孕育、發(fā)生和衰減的過程。一般分為前震、主震和余震三個階段。地震儀是用來測量地震時地面上某一點的運動情況，并將它們自動記錄下來的儀器。我國東漢科學家張衡創(chuàng)造的候風地動儀是世界上第一臺地震儀。目前一般使用的地震儀主要由拾震器、放大器、記錄筆以及石英鐘和記錄器等組成。為了得到地面運動的多種要素，相應的還有多種形式的地震儀，如位移地震儀、轉動地震儀、應變地震儀等。另外還有微震儀、強震儀、短周期地震儀和長周期地震儀等。

74超人第二次世界大戰(zhàn)期間，德國有一架戰(zhàn)斗機去執(zhí)行任務，途中遇敵方高射機槍的阻擊。為判斷敵方所使用機槍的槍型，飛機上的“超人”在機艙中伸出手將艙外的機槍子彈抓住。這位“超人”的本領可真大！想一想，“超人”為何能伸手將子彈抓??？你能抓住子彈嗎？“超人”真的是高人一籌嗎？高射機槍的子彈在空中飛行速度很大（剛離槍口的子彈的速度至少是500米/秒），具有很強的穿透力?！俺恕敝阅苌焓謱⒆訌椬プ。⒉皇撬蟹缽検痔谆蛴衅渌厥獾谋绢I，而是由于飛機在高空高速飛行時的速度與子彈的飛行速度大小基本相等，飛機和子彈之間的相對速度較?。ɑ驗榱悖?。因此，“超人”在飛機機艙上伸手抓子彈，就仿佛在陸地上的人，伸手抓到一個飛來的、速度較小的乒乓球一樣，或是隨手從靜止的地面上拿起一個皮球一樣，不需要什么特殊的本領。倘若有人不信服，可以讓他做一個簡單的推理，使他口服心服。如果這位“超人”不坐在高速飛行的飛機上，而是坐在陸地上，“超人”還能伸手抓住水平射來的高射機槍子彈嗎？答案是肯定的：“超人”肯定抓不住子彈。

75嫦娥奔月一幅《嫦娥奔月》常常使人流連往返。嫦娥那苗條的身影在云中飛馳、裙帶飄忽、神態(tài)自若。可是實際上，要是你親眼看到嫦娥在向月亮飛奔，那么，你一定會說：“嫦娥丑極了?！币驗樗且粋€不滿70厘米高的侏儒。你信不信？答：既然嫦娥能騰云駕霧，有仙氣，那么她就不是一般的走路，而是“飛奔”，假設她的飛行速度是0.9倍的光速。根據(jù)相對論原理，在一個以近于光速的速度運動的慣性系統(tǒng)里，物體在系統(tǒng)里的靜止長度，在地面上看長度會變短。也就是說：慣性系統(tǒng)里長度為10，地面上測量其長度為1，有公式：21v1=1(1-)202c其中c是光速，v是慣性系統(tǒng)運動的速度。假設嫦娥靜止時的高度為162厘米，應該說是比較苗條的了?？墒钱斔帮w奔”時：11=1（1-0.9）2=70厘米0你看，嫦娥在我們看來，不是成70厘米的侏懦了嗎？

76蘑菇云原子彈爆炸產(chǎn)生蘑菇云。原子彈威力如此之大就是因為原子核發(fā)生變化時產(chǎn)生巨大的原子能。原子能有多大？我們作一個小小的計算：氖的原子核是由一個質子和一個中子組成的。質子的質量mh=1.007825原子單位，中子的質量為mn=1.008665原子單位，兩者相加mh+mn=2.016490原子單位可是氘的原子核的質量mD=2.014102原子單位，可見質子和中子結合成氘的原子核時，質量減少了：△m=（mh+mn）-mD=2.016490-2.014102=0.002388原子單位=3.965×10-30千克因為1原子單位是以碳原子質量的1/12來規(guī)定的，所以，1原子單位=l.660565×10-27千克根據(jù)愛因斯坦狹義相對論原理：相應于一定質量的物質，就有一定的能量，設其質量為m，相應能量為E，光速為c，有關系式：E=mc2由上述關系式，也可以得出：在結合成原子核發(fā)生質量虧損時，也就有相應的能量釋放：△E=△mc2現(xiàn)在△m=3.965×10-30千克所以△E=3.965×10-30千克×（3×108米/秒）2=3.57×10-13焦耳=2.23×106電子伏特可見形成一個氘核就要釋放2.23×106電子伏特的能量。

77