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物體的慣性一場(chǎng)精彩的馬戲表演正在進(jìn)行，演員騎在飛奔的駿馬上，做著各種各樣驚險(xiǎn)的動(dòng)作，時(shí)而馬底藏身，時(shí)而側(cè)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(tīng)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(huì)落到地上的！”，就在觀眾為演員捏著一把汗的時(shí)候，演員卻穩(wěn)穩(wěn)地落回到馬背上。令人驚嘆不已。對(duì)于這類奇怪的現(xiàn)象，讀者也可以親自試驗(yàn)一下，例如：當(dāng)你坐在勻速行駛的汽車、火車、船或飛機(jī)上時(shí)，將一頂帽子垂直向上拋出去，它決不會(huì)落到后邊的座位上，還是會(huì)落到你的手中。這是為什么呢？其實(shí)這是物體的慣性在起作用。物理學(xué)告訴我們：一切物體在沒(méi)有受到外力作用時(shí)，總是保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。物體的這種性質(zhì)就叫做慣性。也就是說(shuō)在沒(méi)有外力干預(yù)的情況下，運(yùn)動(dòng)起來(lái)的物體有保持運(yùn)動(dòng)的怪脾氣；同樣，不動(dòng)的東西則有保持不動(dòng)的嗜好。生活中最常見(jiàn)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(huì)了：正在前進(jìn)的汽車突然停下來(lái)，乘客就紛紛向前傾倒。這是因?yàn)槠囈呀?jīng)停止，而乘客由于慣性要保持原來(lái)速度前進(jìn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣故。停在車站上的汽車突然啟動(dòng)的時(shí)候，乘客們又一個(gè)個(gè)身不由己地向后傾倒，這是因?yàn)槠囈呀?jīng)開始前進(jìn)，而乘客由于慣性要保持靜止?fàn)顟B(tài)的緣故。應(yīng)用慣性知識(shí)，善于思考的讀者一定會(huì)想到從馬背上騰起一段時(shí)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(yùn)動(dòng)，故而西瓜、人與馬具有相同的速度；而當(dāng)西瓜被拋起、人從馬背上跳起、脫離馬的時(shí)候，由于慣性的作用，在水平方向仍然保持原來(lái)的前進(jìn)速度（空氣阻力不計(jì)）。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(jìn)，所以演員最終一定會(huì)落到馬背上，西瓜會(huì)落到演員手里，沒(méi)有落在地上的危險(xiǎn)。慣性是物體本身的一種屬性，它是客觀存在的。認(rèn)識(shí)了慣性，日常生活、工作中就可以自覺(jué)地利用慣性為我們服務(wù)。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(yùn)動(dòng)后，錘頭由于慣性繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，就緊箍在錘把上了。在光滑的路面上騎車，將車蹬起來(lái)達(dá)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?yán)脩T性可走很長(zhǎng)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(lái)不便的慣性，就要設(shè)法減小它的作用效果。例如：坐汽車或飛機(jī)時(shí)要將安全帶系好，沒(méi)有安全帶時(shí)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(shí)一定要?jiǎng)x住后輪，否則會(huì)很危險(xiǎn)。比如：飛快騎自行車的人，當(dāng)他遇到緊急情況，突然用前閘剎車時(shí)，車身后部會(huì)跳起來(lái)，甚至整個(gè)車身會(huì)以前輪為支點(diǎn)向前翻倒。這是因?yàn)榍拜嗠m已停止運(yùn)動(dòng)，但是后輪和人由于慣性卻要繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。那么剎住后輪，為什么前輪向前沖的慣性不會(huì)使車子翻倒呢？因?yàn)檫@時(shí)整個(gè)車身以后輪為支點(diǎn)，由于車身受到地面的阻礙，要想往前翻，是翻不過(guò)去的。

1有趣的作用和反作用你只要仔細(xì)觀察，便會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)有趣的現(xiàn)象：每一個(gè)力都有一個(gè)相等的反作用力。請(qǐng)看大力士揮手劈磚：在手給磚作用力的同時(shí)，磚也給手回敬了一個(gè)大小相等而方向相反的反作用力；當(dāng)物體放在地面上時(shí)，物體對(duì)地面便有一定的壓力，同時(shí)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(jiàn)。對(duì)任何作用力來(lái)說(shuō)，總是存在一個(gè)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(gè)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(duì)出現(xiàn)的，一個(gè)沒(méi)有“伙伴”的單獨(dú)的力是不存在的。人類在日常的生活、工作中總是在自覺(jué)或不自覺(jué)地應(yīng)用牛頓第三定律。在你劃船或游泳時(shí)，船漿或手臂把水向后撥；在這同時(shí)，船或人體受到水向前的推力，使船或人向前行進(jìn)。吹起一個(gè)氣球，然后把捏住氣球口的手松開，你將會(huì)看到當(dāng)空氣從氣球里向外逃時(shí)，氣球則朝與空氣相反的方向運(yùn)動(dòng)。火箭和噴氣式飛機(jī)就是這樣制造的：當(dāng)空氣被迫朝后（或朝下）沖出時(shí)，飛機(jī)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(dá)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(yuǎn)離岸邊的方向拋出去，那么使這些物體運(yùn)動(dòng)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(guò)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(lái)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(shí)向后拋射一些物質(zhì)的方法來(lái)抵消。真可謂“以毒攻毒”。無(wú)后坐力炮就是依據(jù)牛頓第三定律的原理設(shè)計(jì)的。這種炮在向前發(fā)射炮彈的同時(shí)向后噴射火藥產(chǎn)生氣體，這樣后坐力就被抵消了。請(qǐng)讀者注意無(wú)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(shí)是新增加了一對(duì)作用力和反作用力，使兩個(gè)作用在炮膛上的反作用力互相抵消了。不過(guò)這樣做付出的代價(jià)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(wú)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(wú)后坐力炮擊毀敵人巨大坦克的情景。無(wú)后坐力炮的炮身可以做得很小巧，這是它驕人的長(zhǎng)處，一輛卡車就可以裝好幾門大口徑無(wú)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(jué)走學(xué)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?？墒?，感性認(rèn)識(shí)告訴我們：挨打的總感覺(jué)到皮肉痛苦，那又怎么解釋呢？讓我們索性跟著感覺(jué)走，來(lái)尋找問(wèn)題的答案。你有沒(méi)有這樣的感覺(jué)：雞蛋與石頭相碰，必定雞蛋倒霉。那是因?yàn)椋罕M管它們受力相等，但是承受力的物質(zhì)不一樣，它們承受力的限度不一樣。同樣，打人總是用拳頭打?qū)Ψ奖∪醯牟课?，自然是挨打的不利。飛行員還有這樣一種感覺(jué)：如果飛機(jī)在飛行中遇到一只小鳥，由于相對(duì)速度很大，小鳥具有很大的動(dòng)能，甚至能撞穿飛機(jī)。這就使我們聯(lián)想到：主動(dòng)進(jìn)攻者具有一個(gè)動(dòng)能，他往往是有利的。

3“功”“過(guò)”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(shí)對(duì)摩擦的這種認(rèn)識(shí)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(duì)運(yùn)動(dòng)的力被稱為摩擦力。實(shí)際上摩擦力并不總是和人作對(duì)，它也常常默默地助人。沒(méi)有摩擦力的幫助，走路對(duì)人來(lái)說(shuō)就變成了很困難的事；汽車也無(wú)法行駛。想想在冰面上活動(dòng)或行走的情景，使得我們不得不重新認(rèn)識(shí)摩擦。假如你站在非常光滑的冰面上，想走動(dòng)起來(lái)。你用力想把左腳向前移動(dòng)，此時(shí)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(gè)作用一樣，一個(gè)力F1推動(dòng)左腳向前，另一個(gè)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(lái)，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(méi)有與地面的摩擦）就推動(dòng)左腳向前，全身重心也就跟著向前移動(dòng)了。左右腳交替進(jìn)行在摩擦力的幫助下的上述過(guò)程，人就向前走了。如果沒(méi)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(wú)法行走，車輛無(wú)法開動(dòng)，甚至連吃飯，穿衣都成了問(wèn)題：飯將從我們嘴里滑掉，衣服既抓不住也穿不到身上，人無(wú)法拿工具和文具，各種工作和勞動(dòng)都一事無(wú)成，不能勞動(dòng)將意味著生存受到威脅。如果沒(méi)有摩擦力，對(duì)質(zhì)量不大的物體來(lái)說(shuō)，非常微小的萬(wàn)有引力也表現(xiàn)出來(lái)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(wú)法賴以生存的。所以人們?cè)谌粘Ｉ詈蜕a(chǎn)中不但依賴摩擦，而且還常常設(shè)法增加有益的摩擦。如你在爬山時(shí)穿上橡膠底的運(yùn)動(dòng)鞋防滑；汽車在冰道上行駛時(shí)，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(guò)有時(shí)候，摩擦力也確實(shí)給我們?cè)黾恿艘恍┞闊Ｈ绺鞣N機(jī)械和車輛內(nèi)部有很多轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)的部件，它們轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于摩擦而使機(jī)器發(fā)熱，甚至能把機(jī)器燒壞等。產(chǎn)生摩擦力的原因，是由于互相接觸的兩個(gè)表面凹凸不平所引起的。當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動(dòng)時(shí)，兩個(gè)物體凸起的部分相互“咬合”在一起，阻礙運(yùn)動(dòng)的發(fā)生。運(yùn)用和摩擦有關(guān)的物理學(xué)知識(shí)，我們可以更好地指導(dǎo)實(shí)踐活動(dòng)。比如，若需增大有利的摩擦，我們可以用增加兩個(gè)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(rùn)滑劑或減少物體間的相互接觸面積，變滑動(dòng)為滾動(dòng)等方法來(lái)達(dá)到目的。

4巧運(yùn)影碑參觀過(guò)北京故宮的人就會(huì)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(dá)幾千公斤。這些影碑都是古代勞動(dòng)人民從石材產(chǎn)地運(yùn)來(lái)的，而在當(dāng)時(shí)，既沒(méi)有汽車，又沒(méi)有火車，這些幾千公斤重的影碑是怎樣運(yùn)進(jìn)京城里的呢？勞動(dòng)人民的智慧是無(wú)窮的。運(yùn)送影碑時(shí)，先把它們裝上大船，沿水路載運(yùn)。到了沒(méi)水的地方，等到嚴(yán)冬，利用冬天的嚴(yán)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(jié)一段冰，再向前拉一段，最后一直拉到故宮。從物理原理來(lái)講，這就是聰明智慧的勞動(dòng)人民在利用減少石塊跟地面之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)從而減少滑動(dòng)摩擦力的巧妙方法來(lái)運(yùn)輸影碑這種龐然大物的。

5生活中的物理應(yīng)用人們?cè)谌粘Ｉ钪蟹e累了許多經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)在介紹幾個(gè)需要減小摩擦力和增大摩擦力的實(shí)例。當(dāng)門鎖因?yàn)樯P發(fā)澀不好打開時(shí)，可將鉛筆芯削成碎粉末注入鎖孔，這樣鎖就容易打開了。當(dāng)向木板中釘釘子時(shí)，用肥皂水蘸一下釘子再釘就容易多了。當(dāng)拉鎖不流暢時(shí)，可向拉鎖上抹一點(diǎn)石蠟，這樣拉鎖會(huì)變得好拉了。上述三種方法都是為了減小摩擦力。有時(shí)，人們還要有意增大摩擦力。比如，拉胡琴時(shí)要在弓上抹點(diǎn)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(lái)制動(dòng)。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(zhuǎn)動(dòng)。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(shí)不會(huì)跌倒自行車兩點(diǎn)著地卻在行駛中不會(huì)跌倒，這個(gè)看來(lái)平常的事，卻說(shuō)明了一個(gè)科學(xué)道理：凡是高速轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，都有一種能竭力保持轉(zhuǎn)動(dòng)軸方向不變的能力。高速旋轉(zhuǎn)的陀螺就是一個(gè)好的例證。自行車的前輪和后輪在行駛時(shí)，就是兩個(gè)迅速轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，也有保持轉(zhuǎn)動(dòng)軸方向不變的能力，這個(gè)能力就使自行車不會(huì)倒下。當(dāng)車要倒下時(shí)，人會(huì)本能地調(diào)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(dāng)衣服的某一點(diǎn)被一個(gè)東西掛住，而人又給了一個(gè)反方向的拉力，這會(huì)對(duì)布造成破壞力，這時(shí)的破壞力應(yīng)該是和拉力的方向一致的，為什么會(huì)出現(xiàn)直角兩個(gè)方向的破壞呢？這和布的結(jié)構(gòu)有關(guān)。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(gè)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(diǎn)開始的，所以就形成了直角的裂口，也就是說(shuō)這個(gè)破壞衣服的力量總是分解成相互垂直的分力，一個(gè)沿緯線的方向，一個(gè)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(jiàn)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(gè)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(cuò)重疊膠合起來(lái)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(huì)出來(lái)一面的木板朝里收縮，另一面的木板朝橫收縮，結(jié)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(duì)中間層的制約作用也會(huì)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?jiàn)慣的現(xiàn)象，但有時(shí)并沒(méi)有想過(guò)造成這種現(xiàn)象的原因。例如當(dāng)被問(wèn)到船只在海里沉沒(méi)時(shí)，最終會(huì)停止在何處？這與海水的深度有關(guān)嗎？大家一定回答是沉入海底。但是為什么會(huì)這樣呢？有人會(huì)說(shuō)是由于重力的作用。而聽(tīng)了下面的解釋，你又會(huì)怎么想呢？你認(rèn)為這種說(shuō)法對(duì)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(shí)，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(huì)增加，海水越深，密度越大，那末到了相當(dāng)?shù)纳钐帲Ｋ拿芏纫欢ň涂梢赃_(dá)到與船的平均密度相等。假使船沉到此處，就不會(huì)再沉下去，因?yàn)樵俪寥ゾ蜁?huì)碰到密度更大的海水，而被推上來(lái)了。因此，沉船會(huì)懸浮在相當(dāng)深的海水里，而不一定沉到海底。好象結(jié)論很正確，因?yàn)楹Ｑ笊钐幍膲簭?qiáng)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(dāng)于1標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)是非常巨大的。有的海員常和沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的旅客開玩笑，用很長(zhǎng)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(dāng)把瓶子提上來(lái)時(shí)，里面竟裝滿了海水1旅客很驚訝，因?yàn)槠咳栽谏厦婢o緊地塞著。其實(shí)，這是海水的壓強(qiáng)在作怪。當(dāng)瓶子下沉?xí)r，深水中的高壓把瓶塞壓入瓶中，使瓶子裝滿水；瓶子提上來(lái)時(shí)，由于壓力減小水膨脹而把瓶塞推回原處?，F(xiàn)在我們?cè)倩氐皆瓉?lái)的沉船問(wèn)題上。雖然海洋深處有著巨大的壓強(qiáng)，但是水象所有液體一樣，幾乎不能被壓縮。也就是說(shuō)，無(wú)論多大的壓強(qiáng)，總不能把水壓得比它原來(lái)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(méi)時(shí)，毫無(wú)疑問(wèn)地都會(huì)沉到海底。但對(duì)一些內(nèi)陸的特殊海來(lái)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(dá)27％以上。就是說(shuō)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(huì)沉沒(méi)于水中。如果人在死海中游泳，絕對(duì)淹不死。你可以仰躺在水面上；甚至，完全可以抬起頭來(lái)，讓身體在水面上浮著，只有腳跟浸入水中。因此與其說(shuō)是在水里游泳，還不如說(shuō)是在水面上“游泳”。我們?nèi)绻屑?xì)觀察船舷，會(huì)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(shí)的最大吃水深度，超過(guò)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(shí)際上也與浮力有關(guān)，因?yàn)榇胨纳疃葲Q定于液體的密度。即當(dāng)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(huì)浮得低點(diǎn)。實(shí)際上每一條船都能夠用來(lái)測(cè)量海洋中水的密度。液體的密度能不能用簡(jiǎn)單的辦法來(lái)測(cè)量呢？回答是肯定的，可以使用密度計(jì)。它是一種測(cè)量液體密度的儀器，像船上的吃水線一樣，密度計(jì)上不同的刻度值表示了不同液體的密度值。在使用密度計(jì)時(shí)，只要把它插入液體，它就會(huì)豎直地浮在液體中，液面所對(duì)應(yīng)的刻度值就是該液體的密度值。

10密度計(jì)實(shí)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(lái)。待測(cè)量的液體密度越大，被密度計(jì)排開的液體就越少，密度計(jì)浸在液體里的深度也就越淺些，即液體密度越大，密度計(jì)浮起的越高。最后我們?cè)倏匆粋€(gè)有趣的問(wèn)題，它的答案是許多人意想不到的。經(jīng)常有人開玩笑問(wèn)：一噸鐵重還是一噸木頭重？有些人會(huì)想也不想地說(shuō)一噸鐵重，結(jié)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(huì)笑得更厲害，認(rèn)為這個(gè)人比第一個(gè)人更笨?？墒沁@個(gè)看似荒謬的回答，實(shí)際上非常正確。這是什么原因呢？原來(lái)阿基米德原理不但對(duì)液體適用，對(duì)氣體也同樣適用。因此一個(gè)物體的真正重量，應(yīng)該是它在真空中稱出的重量?？墒俏覀兤匠Ｋf(shuō)的重量，都是在空氣里稱出來(lái)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(yīng)該把空氣的浮力也加上去。在這個(gè)問(wèn)題里，木頭的真正重量，應(yīng)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(shuō)，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(duì)于這個(gè)問(wèn)題，正確的答案應(yīng)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?jiàn)弄清在什么條件下稱重量，以及在什么條件下進(jìn)行比較，對(duì)于得出正確的答案來(lái)說(shuō)是相當(dāng)重要的。

11潛水艇的奧秘很久以前，人們就設(shè)想在茫茫大海中，從水下隱蔽地襲擊敵方的艦艇。18世紀(jì)30年代，世界上制成了第一艘潛水艇，由于性能差，沒(méi)能用于海戰(zhàn)。到20世紀(jì)初，才出現(xiàn)了設(shè)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(guó)僅被它擊沉的艦船就達(dá)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(jìn)。而普通的船，只能在水面上航行。這是為什么呢？原來(lái)潛水艇上有一些被稱為“水艙”的艙體。當(dāng)潛水艇需要下沉?xí)r，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(dāng)需要讓潛水艇處于水中某一深度行進(jìn)時(shí)，只需讓水艙注入適當(dāng)量的海水就行了。如果需要潛水艇上浮，就用機(jī)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(huì)迅速浮出水面。這實(shí)際上是阿基米德原理的應(yīng)用。原理告訴我們：浸在液體中的物體受到一個(gè)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(chǔ)藏水量的多少是潛水艇上浮、下沉、保持深度的一個(gè)重要因素。潛水艇不是一般的艦艇，主要是在水下進(jìn)行戰(zhàn)斗活動(dòng)，靠水下隱蔽來(lái)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(yīng)該能夠潛伏在水下一定深度不動(dòng)，給敵人以出奇不意的攻擊。但是當(dāng)潛艇所處深度的水的密度發(fā)生變化時(shí)，它就不能保持穩(wěn)定。雖然潛艇可以通過(guò)做一些小的調(diào)整來(lái)對(duì)付這一變化，但是這種調(diào)整是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)闈撍У囊恍┘?xì)微動(dòng)作，都可能被敵方偵察到，所以有了一個(gè)問(wèn)題：應(yīng)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(yīng)隨深度的增加而增加。這時(shí)若潛水艇稍微上移，有一向下的合力，使它又回到原來(lái)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(huì)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(dòng)。阿基米德原理在航海、航空及其生產(chǎn)建設(shè)與日常生活中，都有著廣泛的應(yīng)用。人類很早就能利用浮力了，最初只是無(wú)意識(shí)地應(yīng)用它，后來(lái)人們有意識(shí)地分析、研究自然界中的現(xiàn)象，得出各種理論，反過(guò)來(lái)又能指導(dǎo)生產(chǎn)出各種產(chǎn)品，服務(wù)于人類。比如，從井中打一桶水。當(dāng)桶還在水中時(shí)，好像向上提并不費(fèi)力，但桶露出水面后，就感到很重。這就是因?yàn)楦×ψ鞴?。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(dāng)在極地區(qū)域航行時(shí)，往往會(huì)遇到巨大冰塊阻止船前進(jìn)。這時(shí)就需有像破冰船一類構(gòu)造的船才能繼續(xù)前進(jìn)。另外，當(dāng)嚴(yán)冬降臨時(shí)，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(jìn)行破冰。破冰船憑借著強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)，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(gè)重量全壓在冰上，這樣就能毫不費(fèi)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(shí)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(fù)沖，直到把冰層沖破。破冰船就是這樣不斷前進(jìn)，在冰上開出一條通道來(lái)的。在波濤洶涌的大海上，每年總會(huì)沉沒(méi)大大小小的船只，它們堵塞航道，對(duì)船舶航行造成極大的威脅。另外在一些極有價(jià)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(dòng)機(jī)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(guò)航空上把這種浮力稱為升力。中國(guó)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(dāng)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(duì)它產(chǎn)生了升力，這樣燈籠就可飛上高空，用作軍事信號(hào)。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(huì)升入空中。由于高空中空氣越來(lái)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(dāng)需要降落時(shí)，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(cè)，進(jìn)行各種科學(xué)試驗(yàn)、轉(zhuǎn)播電視節(jié)目和進(jìn)行通訊等。氣球只能隨風(fēng)漂游，不能按照預(yù)定的航線飛行，而飛艇上裝有發(fā)動(dòng)機(jī)，可以控制飛艇的飛行方向和速度，所以它可用來(lái)進(jìn)行空中運(yùn)輸、地質(zhì)考察和治安防衛(wèi)等。在醫(yī)學(xué)上，浮力還有一個(gè)特殊的用途——水療法。如果病人的四肢肌肉或關(guān)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(dòng)，進(jìn)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(zhǎng)18厘米，質(zhì)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(diǎn)燃發(fā)光。隨著蠟燭燒去一部分，原來(lái)沉沒(méi)在水下部分的蠟燭，它所產(chǎn)生的浮力就會(huì)大于蠟燭的重量，于是浮力使蠟燭繼續(xù)浮出水面。問(wèn)蠟燭何時(shí)被水淹滅，蠟燭滅時(shí)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(zhǎng)度是總長(zhǎng)的1/10，在水中部分的長(zhǎng)度為總長(zhǎng)的9/10，這樣才能使蠟燭的重量和水對(duì)它的浮力平衡。上述關(guān)系在蠟燭的燃燒過(guò)程中仍然成立，也就是說(shuō)，當(dāng)蠟燭燒去一截以后，它浮出水面的長(zhǎng)度仍舊是目前總長(zhǎng)度的1/10。由此推論，蠟燭自始至終浮出水面1/10的長(zhǎng)度。只要水面非常平穩(wěn)，這種發(fā)展將無(wú)窮無(wú)盡，最后可以認(rèn)為蠟燭會(huì)全部燒完。到此為止，使人感到蠟燭的精神確實(shí)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(chǎng)隨之而來(lái)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)又一個(gè)問(wèn)題：為什么把蠟燭豎直放在水中會(huì)非常1難？它往往一側(cè)身，就橫著躺在水面上。盡管這時(shí)它仍然浮出水面的體10積，可是無(wú)法點(diǎn)燃，也就不能無(wú)私奉獻(xiàn)了。請(qǐng)你解釋一下，它為什么會(huì)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(diǎn)上。蠟2燭的浮力F向上，作用在蠟燭役在水中部分的中點(diǎn)P的位置。G和F大小相等、方向相反，分別作用在O點(diǎn)和P點(diǎn)。這種作用方式是不穩(wěn)定的，只要稍微受到一點(diǎn)外界干擾，產(chǎn)生力矩，使蠟燭旋轉(zhuǎn)，直到橫浮在水面，使浮力的作用點(diǎn)P移動(dòng)直到接近O點(diǎn)。由此可見(jiàn)，蠟燭的立場(chǎng)很重要。只有站得穩(wěn)，它才能無(wú)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(duì)見(jiàn)到的一些現(xiàn)象可能已經(jīng)習(xí)以為常，認(rèn)為它們理應(yīng)如此，但是為什么會(huì)這樣，就沒(méi)有過(guò)多地去想了。比如，下過(guò)雨后，我們可以見(jiàn)到樹葉、草上的小水珠都接近于球形；不小心打碎了體溫計(jì)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(gè)小魔術(shù)，在一杯水里，小心地把一枚針?biāo)椒胖迷谒嫔希樃≡谒嫔隙怀劣诒?，并且在針下面的水面上形成一個(gè)凹面。如果做得相當(dāng)熟練，你甚至可以用鈕扣、小巧的平面形金屬或硬幣來(lái)代替針。所有這些現(xiàn)象都與表面張力有關(guān)。那么，什么是表面張力呢？原來(lái)液體與氣體相接觸時(shí)，會(huì)形成一個(gè)表面層，在這個(gè)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(dòng)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(shì)，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(jiàn)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(zhì)和溫度有關(guān)。一般情況下，溫度越高，表面張力就越小。另外雜質(zhì)也會(huì)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(shuō)，潔凈水表面具有更大的收縮趨勢(shì)。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(shí)，會(huì)出現(xiàn)兩種現(xiàn)象：不浸潤(rùn)和浸潤(rùn)現(xiàn)象。水銀掉到玻璃上，是呈現(xiàn)出球形，也就是說(shuō)，水銀與玻璃的接觸面具有收縮趨勢(shì)，這種現(xiàn)象為不浸潤(rùn)。而水滴掉到玻璃上，是慢慢地沿玻璃散開，接觸面有擴(kuò)大趨勢(shì)，這種現(xiàn)象為浸潤(rùn)。水銀雖然不能浸潤(rùn)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(huì)看到，水銀慢慢地沿鋅板散開，而不再呈球形。所以說(shuō)，同一種液體能夠浸潤(rùn)某些固體，而不能浸潤(rùn)另一些固體。水銀能浸潤(rùn)鋅，而不能浸潤(rùn)玻璃；水能浸潤(rùn)玻璃，而不能浸潤(rùn)石蠟。浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)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(shù)中，硬幣不沉沒(méi)的原因了，它實(shí)際上利用了水具有很大的表面張力的性質(zhì)和不浸潤(rùn)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(huì)沉沒(méi)。在工程技術(shù)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(jī)油，防止因水引起生銹；甚至在選礦方法中，也用到水不浸潤(rùn)涂了油的物體的性質(zhì)。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(rùn)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(zhì)分離開。表面張力產(chǎn)生的一個(gè)重要現(xiàn)象是毛細(xì)現(xiàn)象。也就是說(shuō)浸潤(rùn)液體在細(xì)管里上升，不浸潤(rùn)液體在管里下降。我們可以很容易做一個(gè)小試驗(yàn)來(lái)觀察這種現(xiàn)象。把細(xì)玻璃管放入盛水的槽中，這時(shí)水很快從細(xì)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(xì)，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(rùn)液體為什么能在毛細(xì)管中上升呢？原來(lái)，浸潤(rùn)液體與毛細(xì)管內(nèi)壁接觸時(shí)，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(gè)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(duì)不浸潤(rùn)液體，毛細(xì)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(jiàn)到的用毛巾擦汗、粉筆吸干紙上墨水等現(xiàn)象都可用毛細(xì)現(xiàn)象來(lái)說(shuō)明，毛巾、棉花、粉筆、土壤等物體，內(nèi)部有許多小細(xì)孔，起著毛細(xì)管作用。在酒精中，用棉線作燈芯，可以使酒精沿?zé)粜旧仙?；而若用絲線來(lái)作燈芯，可能點(diǎn)不著酒精燈。這是因?yàn)榫凭荒芙?rùn)絲線，在絲線燈芯中酒精是下降的。毛細(xì)現(xiàn)象對(duì)植物生長(zhǎng)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(lái)，輸送到綠葉里的。這就象不停止的抽水機(jī)，不知疲倦地把水分、養(yǎng)分送到植物的每一個(gè)細(xì)胞。另外，土壤中有很多毛細(xì)管，地下的水分沿著這些毛細(xì)管上升到地面蒸發(fā)掉。如果要保存地下的水分來(lái)供植物吸收，就應(yīng)當(dāng)鋤松表面的土壤，切斷這些毛細(xì)管，減少水分的蒸發(fā)。所以農(nóng)民常在雨后給莊稼松土，來(lái)保持水分。利用毛細(xì)現(xiàn)象，人們還生產(chǎn)出各種鋼筆、簽字筆和彩色水筆。當(dāng)用它們?cè)诩埳蠒鴮憰r(shí)，紙馬上顯現(xiàn)出字跡來(lái)，這是我們平日所見(jiàn)慣了的，但卻很少有人想到，為什么寫字的時(shí)候，墨水會(huì)源源不斷地出來(lái)，而不寫字的時(shí)候，它就不跑出來(lái)？現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，這是依靠鋼筆身上一系列毛細(xì)槽和筆尖上的細(xì)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(xì)長(zhǎng)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(gè)毛細(xì)孔的材料做的。寫字時(shí)，筆尖一碰到紙，墨水就附著在紙上，并在紙上面留下字跡。當(dāng)不寫字的時(shí)候，墨水為什么不流出呢？我們?nèi)钥勺隽硪粚?shí)驗(yàn)來(lái)解釋。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(guò)來(lái)，并把手從硬紙板上移開。此時(shí)，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(lái)。難道一杯水的重量推不動(dòng)一張紙嗎？不是的。這是由于大氣壓強(qiáng)與水的表面張力共同作用的結(jié)果。當(dāng)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(lái)；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(lái)的位置上。不寫字的時(shí)候，筆內(nèi)的墨水不流出來(lái)的道理也是一樣的。表面張力的用途遠(yuǎn)不止以上所談到的這些，在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)及微循環(huán)系統(tǒng)中，它也有著廣泛的應(yīng)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(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)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(zhǎng)。他用自己的脈搏跳動(dòng)的次數(shù)來(lái)測(cè)量吊燈的擺動(dòng)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)盡管有的燈擺動(dòng)幅度大，有的燈擺動(dòng)幅度小，但是它們擺動(dòng)一次的時(shí)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(dòng)也跟吊燈的相似，擺動(dòng)一次的時(shí)間跟幅度大小沒(méi)關(guān)系？吊燈的輕重不影響擺動(dòng)一次的時(shí)間長(zhǎng)短嗎？??回去以后，伽利略找了些長(zhǎng)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(dòng)的規(guī)律。他發(fā)現(xiàn)：擺動(dòng)一次的時(shí)間，只由繩的長(zhǎng)短來(lái)決定，不但跟擺動(dòng)幅度的大小沒(méi)有關(guān)系，而且跟石頭的輕重也沒(méi)有關(guān)系；只要擺繩的長(zhǎng)度一定，擺動(dòng)一次的時(shí)間就一定。伽利略發(fā)現(xiàn)的擺動(dòng)規(guī)律叫擺的等時(shí)性，被后來(lái)的科學(xué)家利用來(lái)制造帶擺的時(shí)鐘。想一想：伽利略是怎樣發(fā)現(xiàn)擺的等時(shí)性的？你平時(shí)生活、學(xué)習(xí)、工作等方面有什么規(guī)律性，你能發(fā)現(xiàn)和總結(jié)一下嗎？

18哈哈鏡當(dāng)你走進(jìn)哈哈鏡陳列室，就會(huì)看到，人們都對(duì)著鏡子，哈哈大笑。你如果擠過(guò)去，站在鏡子跟前，看到自己的模樣是那樣滑稽，你也會(huì)笑個(gè)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(gè)大的肥皂泡。調(diào)整你和肥皂泡的距離，你會(huì)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(shuō)的七色光，是指紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。在七色光之外，還有其他顏色嗎？人們對(duì)顏色的感覺(jué)包括兩方面的內(nèi)容：一是色相，即太陽(yáng)光按波長(zhǎng)不同而呈現(xiàn)出七色光；二是飽和度，即我們平時(shí)所說(shuō)的顏色的深淺程度。人們對(duì)顏色感覺(jué)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(lán)、橄欖綠、奶油色??正是由于色相和飽和度的同時(shí)存在，才使世界變得五光十色，多姿多彩，你說(shuō)對(duì)嗎？

20可見(jiàn)光和可聽(tīng)聲一個(gè)健康的人從降生到人間以后就感覺(jué)到聲和光，但是他并不能看到所有波長(zhǎng)的光，也不能聽(tīng)到所有頻率的聲。比如，蝙蝠能聽(tīng)到蚊子的叫聲，人卻聽(tīng)不到；導(dǎo)彈能根據(jù)飛機(jī)尾部發(fā)熱產(chǎn)生的紅外光線而追蹤目標(biāo)，可是人卻看不見(jiàn)。那么可見(jiàn)光的范圍多大呢？可見(jiàn)光的波長(zhǎng)在4000埃到7600埃之間，人最敏感的光線是波長(zhǎng)為5500埃的黃綠光。波長(zhǎng)小于4000埃的是紫外光，波長(zhǎng)大于7600埃的是紅外光?？陕?tīng)聲的頻率范圍是在20赫到2萬(wàn)赫，高于2萬(wàn)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(xì)琢磨一下，它們是“發(fā)生”和“接收”的關(guān)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(gè)關(guān)鍵的字：“超聲”應(yīng)該說(shuō)是“超聲波”，而“超音”應(yīng)該說(shuō)是“超音速”。超聲波是指頻率大于2萬(wàn)赫的聲波，也就是超出人的耳朵所能感覺(jué)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(wàn)赫的超聲波的波長(zhǎng)可以求得：340-2l==1.7×10=1.7厘米320×10可見(jiàn)，超聲波的波長(zhǎng)比可聽(tīng)聲的波長(zhǎng)要短。它就具有較強(qiáng)的穿透力。在日常生活中可以用來(lái)“超聲清洗或消毒”，也可以用它的定向性制造“超聲雷達(dá)”。但是，“超音速”是指一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度超過(guò)聲音在空氣中的傳播速度。在飛機(jī)設(shè)計(jì)中，飛機(jī)的速度就是用馬赫數(shù)來(lái)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(dāng)一個(gè)超音速飛機(jī)飛過(guò)上空時(shí)，我們都有這樣的經(jīng)驗(yàn)：當(dāng)聽(tīng)到飛機(jī)的聲音傳到耳朵時(shí)，抬頭一看，飛機(jī)已經(jīng)飛向前方老遠(yuǎn)了，這就是聲音的傳播速度滯后于飛機(jī)的速度的緣故。

22由《梁?！废肫鸬哪阋欢?tīng)過(guò)協(xié)奏曲《梁?！罚饧?xì)的音調(diào)模仿出祝英臺(tái)的唱腔；而深沉的音調(diào)模仿出梁山伯的唱腔。類似這樣用樂(lè)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?yàn)闃?lè)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(gè)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(wú)論如何只算得上是一種“模仿”而已。

23圣誕蛋人們只聽(tīng)說(shuō)過(guò)“圣誕樹”，還沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)“圣誕蛋”。事情是這樣的：圣誕節(jié)夜晚要開一個(gè)聯(lián)歡會(huì)，老師要求每個(gè)同學(xué)準(zhǔn)備一樣?xùn)|西來(lái)布置會(huì)場(chǎng)。同學(xué)們議論紛紛，有的準(zhǔn)備掛一條彩帶，有的準(zhǔn)備掛一簾壁毯，也有的準(zhǔn)備放一只圣誕老人的靴子。小棟和小茜在那里偷偷商量，準(zhǔn)備來(lái)一個(gè)絕的。到了圣誕節(jié)晚會(huì)，只見(jiàn)正中央的桌子上放著一只大的金魚缸，從缸外往里看，只見(jiàn)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(gè)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(wàn)有引力不但地球?qū)λ車奈矬w有吸引作用，而且任何兩個(gè)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(wàn)物之間，故稱為萬(wàn)有引力。萬(wàn)有引力是由于物體具有質(zhì)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(zhì)量以及兩個(gè)物體之間的距離有關(guān)。物體的質(zhì)量越大，它們之間的萬(wàn)有引力就越大；物體之間的距離越大，它們之間的萬(wàn)有引力就越小。通常兩個(gè)物體之間的萬(wàn)有引力極其微小，難以察覺(jué)它，可以不予考慮。比如，兩個(gè)質(zhì)量都是60千克的人，相距0.5米，他們之間的萬(wàn)有引力還不足0.01牛頓，而一個(gè)螞蟻拖動(dòng)細(xì)草梗的力竟是這個(gè)引力的100倍。但是，在天體系統(tǒng)中，由于天體的質(zhì)量很大，萬(wàn)有引力就起著決定性的作用。太陽(yáng)系中的9大行星繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)而不離去，就是由于萬(wàn)有引力的作用。銀河系里的球狀星團(tuán)——由上百萬(wàn)個(gè)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(wàn)有引力作用的結(jié)果。在天體中質(zhì)量還算很小的地球，對(duì)其他物體的萬(wàn)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(zhuǎn)而不離去。重力就是地面附近的物體受到地球的萬(wàn)有引力而產(chǎn)生的。大約300年前，牛頓綜合了當(dāng)時(shí)的天文學(xué)和力學(xué)成就的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)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(yùn)會(huì)如果下一屆奧運(yùn)會(huì)在月球上舉行的話，那么奧運(yùn)會(huì)的大部分紀(jì)錄都將刷新，你知道為什么嗎？根據(jù)萬(wàn)有引力公式：可得到gMr2212=()gMr112其中，M2，r2和g2分別表示月球的質(zhì)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(zhì)量、半徑和地球表面的重力加速度。已知：地球質(zhì)量是月球質(zhì)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(shuō)：月球表面的重力加速度相當(dāng)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(lái)180公斤的杠鈴，現(xiàn)在只相當(dāng)于30公斤重的杠鈴，于是舉重項(xiàng)目紀(jì)錄要翻上幾番；由于人本身的重量也減輕了，跳高、跳遠(yuǎn)的紀(jì)錄也都將刷新紀(jì)錄。但是，也有的項(xiàng)目難以刷新紀(jì)錄。比如游泳，月球上根本沒(méi)有水；又如自行車比賽，月球上土質(zhì)疏松，無(wú)法依靠摩擦力而使自行車飛馳。

26當(dāng)一次相撲運(yùn)動(dòng)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(jiàn)，就是相撲運(yùn)動(dòng)員的身材也實(shí)在令人驚嘆。你是否想領(lǐng)略一下相撲運(yùn)動(dòng)員自身的體驗(yàn)？那么，如果你能到木星上，你就會(huì)成為一個(gè)名副其實(shí)的相撲運(yùn)動(dòng)員。比如，你的質(zhì)量是60千克，在木星上，你的體重將會(huì)是多少呢？（木星的質(zhì)量是地球的320倍，木星的直徑是地球的11倍）答：根據(jù)萬(wàn)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(zhì)量，r1為地球半徑，g1為地球表面的重力加速度。相應(yīng)的，對(duì)于木星m·M2F=mg=f(3)222r2其中，M2為木星質(zhì)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(gè)數(shù)值大致相當(dāng)于相撲運(yùn)動(dòng)員在地球表面上所受到的重力大小。

27當(dāng)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(méi)有辦法在地球上造成一種模擬的環(huán)境，來(lái)重現(xiàn)宇宙中失重的情況，使人可以體驗(yàn)一下失重的心境和感覺(jué)呢？發(fā)揮你的想象提出一個(gè)方案，且不去考慮需花費(fèi)多大的代價(jià)。答：失重模擬是非常困難的。因?yàn)樵诘厍蛏希耸冀K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(shí)間來(lái)體驗(yàn)失重的感覺(jué)。至少有以下三種方案：（1）建造一個(gè)高500米的豎井，可以使艙室從500米高處自由落下，當(dāng)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(yùn)動(dòng)，12使其體驗(yàn)到失重的感覺(jué)。根據(jù)h=gt，大約可經(jīng)歷短暫的10秒鐘。2（2）建造一個(gè)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(dòng)就猶如在太空中的行動(dòng)。（3）如果你體質(zhì)非常好的話，可以做一次高空跳傘，在最初階段不要張傘，當(dāng)速度達(dá)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(shí)的感覺(jué)就是失重的感覺(jué)。

28化險(xiǎn)為夷1996年5月10日的《北京晚報(bào)》登載了如下一則消息：本報(bào)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(hào)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(shí)間一長(zhǎng)，屋里淘氣的4歲小男孩急了，他走到陽(yáng)臺(tái)哭鬧，隨后又騎坐在陽(yáng)臺(tái)上。此景被住在同幢一樓的住戶任志慶發(fā)現(xiàn)，未等說(shuō)話，孩子已從高樓墜下。在這危急時(shí)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(xiǎn)。任志慶眼睛負(fù)傷，鼻梁骨被砸裂，一只胳膊骨折。當(dāng)筆者向孩子的母親問(wèn)及此事時(shí)，這位母親泣不成聲地說(shuō)：“多虧了樓下這位好鄰居，孩子傷好后，我要帶他去認(rèn)這位‘再生之父’，記住這救命之恩?！奔僭O(shè)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(shí)間是1.3秒。按照物理中自由落體運(yùn)動(dòng)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(shí)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(shí)間1.3秒，要求這位青年的反應(yīng)時(shí)間不能超過(guò)1.5秒，才能勇敢地化險(xiǎn)為夷，你說(shuō)對(duì)嗎？

29打滑梯中的學(xué)問(wèn)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(zhì)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(wú)論用什么姿勢(shì)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(shí)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(shì)有關(guān)嗎？這個(gè)問(wèn)題確是物理學(xué)中典型的斜面問(wèn)題。小朋友們打滑梯，等于一物體沿斜面滑下。假設(shè)斜面的長(zhǎng)為s，斜面的傾角為θ，斜面上物體的質(zhì)量為m，物體和斜面間的滑動(dòng)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(shí)間為：2s2st==agsinq-mgcosq因?yàn)閟、g、θ、μ不變，則t也不會(huì)變。因此，只要滑梯的長(zhǎng)度s相同，滑梯的傾角θ相同，同一地點(diǎn)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(dòng)摩擦系數(shù)相同，那么下滑時(shí)間、下滑快慢，跟小朋友的質(zhì)量無(wú)關(guān)（或體重?zé)o關(guān)），跟滑梯的接觸面積無(wú)關(guān)。

30摔不倒的小丑每當(dāng)看馬戲表演時(shí)，我們都被臺(tái)上的小丑逗得哈哈大笑。一頂尖帽子、一雙大皮鞋，以及在臺(tái)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(hù)了他。小丑的鞋很大，無(wú)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(shuō)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(gè)可靠的支撐面范圍內(nèi)。

31兩條成語(yǔ)有兩條成語(yǔ)，我們都不以為然、習(xí)以為常，而并不去仔細(xì)琢磨。那就是“咬緊牙關(guān)”和“一發(fā)千鈞”。實(shí)際上還真有科學(xué)根據(jù)。人每天要吃飯咀嚼，所以咀嚼肌會(huì)伴隨人的一生不停活動(dòng)。它也是人體中最強(qiáng)的肌肉。據(jù)測(cè)量，咀嚼肌收縮時(shí)可以負(fù)擔(dān)800牛頓的力。正因?yàn)槿绱?，雜技演員表演各種高難度的動(dòng)作，比如空中用牙叼人，或者叼花倒立，只要“咬緊牙關(guān)”，他（她）就可以承擔(dān)一個(gè)人的重量。無(wú)獨(dú)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(shuō)到“一發(fā)千鈞”，你可以找一根與頭發(fā)絲粗細(xì)相仿的細(xì)銅絲比較一下，把它們拉斷幾乎要用相同的力量，可見(jiàn)，頭發(fā)絲是相當(dāng)結(jié)實(shí)的。正因?yàn)槿绱耍诠糯鷳?zhàn)爭(zhēng)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(zhǎng)發(fā)非常珍貴，既柔美又堅(jiān)韌。假如頭發(fā)非常長(zhǎng)，豈不更稀貴了嗎！據(jù)《吉斯尼世界記錄》記載，美國(guó)的黛安妮的頭發(fā)竟長(zhǎng)3米多。然而世界上頭發(fā)最長(zhǎng)的人并不是婦女，而是男人。我國(guó)四川的吳華銀老人，他蓄發(fā)56年，頭發(fā)已長(zhǎng)達(dá)3.84米。

32一指禪海燈法師的絕招“一指禪”，能用一個(gè)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(jiǎn)單。當(dāng)右手一指倒立時(shí)，從手指接觸地的那一點(diǎn)向上引一條豎直線；再當(dāng)左手一指倒立時(shí)，也從手指接觸地的那一點(diǎn)向上引一條豎直線。這兩條豎直線相交的那個(gè)點(diǎn)，就是海燈法師的重心。這個(gè)回答不全面，這樣求出的重心只能說(shuō)是海燈法師倒立時(shí)的重心，或者也可以說(shuō)是海燈法師直立時(shí)舉著一個(gè)胳臂時(shí)的重心，（因?yàn)檫@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(guān)。）這樣求出的重心并不等于正常站立時(shí)的重心。由此可見(jiàn)，一個(gè)物體當(dāng)它內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的分布發(fā)生變化時(shí)，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(gè)小球從埃菲爾鐵塔的塔頂自由落下，有人實(shí)地測(cè)試過(guò)，最后一秒通過(guò)72米的路程，那么，埃菲爾鐵塔大約有多高？答：設(shè)小球自由落體共用（t+1）秒時(shí)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(jiàn)埃菲爾鐵塔大約300米（由于最后一秒的實(shí)測(cè)時(shí)間很難掌握非常準(zhǔn)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(huì)發(fā)現(xiàn)，它們帶動(dòng)鏈條的齒輪有多種組合，可以根據(jù)需要改變。那么，請(qǐng)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(dòng)比可以按需要改變，所以可以省力或加快速度。比如，逆風(fēng)騎車時(shí)，一般的車要費(fèi)很大勁才能往前蹬車，如果風(fēng)大還可能被刮倒；上坡也一樣，稍微力氣不支，車就會(huì)停住，甚至要向下滾。這時(shí)改用傳動(dòng)比小的檔次，使車輪同樣轉(zhuǎn)一圈，腳多踩飛輪幾圈，這樣是省力了，代價(jià)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(jìn)。相反，如果風(fēng)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(huì)快蹬飛輪，甚至于無(wú)法蹬得再快了，但還覺(jué)得車不夠快。這時(shí)，如果換騎賽車，改用傳動(dòng)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(huì)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(fù)動(dòng)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(méi)想到剎車失靈。眼看車速越來(lái)越快，見(jiàn)到路邊有一個(gè)石灰坑，他急中生智，猛的一拐，撞進(jìn)坑里，大家正擔(dān)心的時(shí)候，只見(jiàn)一個(gè)“白面書生”從石灰坑里站起來(lái)，奇怪！竟一點(diǎn)也沒(méi)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(shuí)救了他呢？答：平板三輪車順山坡滑下，速度越來(lái)越快，它的動(dòng)能也在急劇地增加。如果這個(gè)能量完全作用在小夏身上，那么小夏肯定會(huì)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(wú)恙。在日常生活中，可以發(fā)現(xiàn)汽車前面安置了保險(xiǎn)杠（即車身前部那條橫著的金屬帶），就是為了萬(wàn)一發(fā)生事故時(shí)吸收能量用的。

36能而非力著名橋梁學(xué)家茅以升在力學(xué)方面有著獨(dú)到的見(jiàn)解。他說(shuō)：“力學(xué)中的基本概念應(yīng)當(dāng)是能而不是力?！边@就是說(shuō)，過(guò)去力學(xué)中只談“力”，許多問(wèn)題得不到解決，而“能”才是自然界中的核心問(wèn)題。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子。物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于沒(méi)有加速度，也就沒(méi)有“力”的作用。既然沒(méi)有“力”，為什么還運(yùn)動(dòng)？因此，力的概念無(wú)法用去解釋，“力”變成了無(wú)能為“力”。又比如，碰撞時(shí)雖然有力和反作用力，但要計(jì)算它們碰撞后的速度卻不能用“力”去計(jì)算。尤其是碰撞還有彈性碰撞和非彈性碰撞之分，“力”就更無(wú)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(shí)際生活中我們經(jīng)常遇到的“沖量”、“能量”都不是簡(jiǎn)單的“力”的概念，沖量是力和時(shí)間的結(jié)合，能量是力與空間的結(jié)合，而且我們還知道能量轉(zhuǎn)換和守恒定律是自然界的普遍規(guī)律，用“能量法”可以計(jì)算任何復(fù)雜的題目。在這個(gè)問(wèn)題上，偉大的恩格斯曾經(jīng)在《自然辯證法》中預(yù)言：“在自然科學(xué)的任何部門中，甚至在力學(xué)中，每當(dāng)某個(gè)地方擺脫了力這個(gè)字的時(shí)候，就向前進(jìn)了一步?！?/p>

37奇異的弗萊特納船1924年，著名學(xué)者及工程師弗萊特納在一艘快艇上裝上兩個(gè)直徑為3米、高為13米的圓柱體來(lái)代替帆，用6馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋼鐵圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)，并用這艘快艇橫渡了英國(guó)與丹麥之間的北海。人們驚呼它為“無(wú)帆的帆船”！這艘構(gòu)造奇特的快艇是如何前進(jìn)的呢？你也許想不到它竟是靠圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)推動(dòng)快艇前進(jìn)的。要講清這個(gè)道理，可以先看一下乒乓球比賽中常見(jiàn)的削球現(xiàn)象。乒乓球運(yùn)動(dòng)員經(jīng)常把對(duì)手打過(guò)來(lái)的球“削”回去，被“削”的球總是離開其原始方向而飛向?qū)κ忠庀氩坏降牡胤?。這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員給了乒乓球一個(gè)旋轉(zhuǎn)力，使球邊旋轉(zhuǎn)邊前進(jìn)。球的旋轉(zhuǎn)使它周圍的邊界層也開始與球一起旋轉(zhuǎn)，發(fā)生空氣旋流。在乒乓球的一側(cè)，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(cè)，兩種流動(dòng)方向相同，結(jié)果使氣流速度增加。所以球的兩側(cè)壓力不同，壓力差就使球發(fā)生偏轉(zhuǎn)。乒乓球運(yùn)動(dòng)員就是靠擊球產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)方向和控制旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)弱，來(lái)進(jìn)行削球、拉弧圈球及抽殺的。實(shí)際上不光乒乓球運(yùn)動(dòng)員利用了這一方法，足球及棒球等運(yùn)動(dòng)員也常采用這一技術(shù)。比如踢足球時(shí)，如果你用力的方向不通過(guò)球心，那么足球就會(huì)旋轉(zhuǎn)。如果足球飛行時(shí)是帶左旋的，則足球左側(cè)的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)與氣流方向相反，右側(cè)的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)與氣流方向相同，這樣就使足球向左拐彎，繞過(guò)對(duì)方隊(duì)員或守門員。反過(guò)來(lái)，若足球飛行時(shí)是帶右旋的，則足球就會(huì)向右拐彎。旋轉(zhuǎn)的球仿佛是在自己造成的壓力波波峰上飛馳，這個(gè)壓力波一刻不離地跟著球前進(jìn)。弗萊特納船就是利用了被削球的偏轉(zhuǎn)力原理來(lái)推動(dòng)船航行的，它靠旋轉(zhuǎn)的圓柱體兩側(cè)壓力不同產(chǎn)生推進(jìn)力。決定弗萊特納船前進(jìn)推力的主要因素是圓柱體的旋轉(zhuǎn)，這一推進(jìn)力的方向和大小與圓柱體旋轉(zhuǎn)方向和快慢有緊密關(guān)系。改變圓柱體的旋轉(zhuǎn)方向和速度，就可以改變船的航行方向和前進(jìn)速度，使它像帶帆的船一樣在水中航行。推動(dòng)弗萊特納船上的圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)的能量可以從風(fēng)中獲得，圓柱體所消耗的能量只是從風(fēng)中獲得的能量的1/5。圓柱體代替船帆，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yuǎn)航。既然裝有圓柱體的船有不少優(yōu)點(diǎn)，為什么至今還沒(méi)有得到推廣使用呢？這是因?yàn)椴裼蜋C(jī)船更有吸引力，它在航行中受變化無(wú)常的大自然的影響小。而對(duì)于帆船和輪船，人類經(jīng)過(guò)幾百年的研制、使用、積累了豐富的寶貴經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于一般的木帆船，普通的小造船場(chǎng)就可以制造，并且又經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠。但是，隨著能源危機(jī)的不斷加深，也許人類又會(huì)轉(zhuǎn)向弗萊特納船的研究上來(lái)。由弗萊特納船前進(jìn)的道理，同學(xué)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(yùn)動(dòng)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(shí)的左、右旋來(lái)控制飛行方向。朋友們經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的例子還有很多很多。

38空中的飛機(jī)為什么掉不下來(lái)很早人們就夢(mèng)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?dòng)來(lái)飛行，結(jié)果失敗了。后來(lái)人們轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)鳥的滑翔。對(duì)于鳥類的滑翔，很久以來(lái)人們一直迷惑不解，外國(guó)曾有人認(rèn)為鳥的肚子里有熱氣作用，而中國(guó)晉朝一個(gè)叫葛洪的人在仔細(xì)觀察老鷹在飛行后，解釋說(shuō)，老鷹伸直兩翅，并不撲動(dòng)，反能盤旋飛行，且越飛越高，是因?yàn)樯仙龤饬鞯木壒??；邙B類滑翔的原理，人們?cè)斐隽嘶铏C(jī)和早期的飛機(jī)?，F(xiàn)在我們知道飛機(jī)能夠在高空中飛行不落，是因?yàn)槭艿揭粋€(gè)升力作用，而使飛機(jī)獲得升力的主要部件是機(jī)翼。但是飛機(jī)是如何得到這一升力的呢？為了解釋這個(gè)問(wèn)題，我們先做一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)：將一個(gè)乒乓球放置于一個(gè)倒扣的漏斗內(nèi)，先用一塊紙板托住漏斗口。這時(shí)用吸塵器從漏斗窄口向里吹氣，并拿走紙板，此時(shí)乒乓球卻掉不下來(lái)。這就是“升力”托住了球體。因?yàn)榭諝饬鬟^(guò)球與漏斗壁間窄縫時(shí)的流速大于流出漏斗口時(shí)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(qiáng)降低，這在物理學(xué)上叫做伯努利原理。飛機(jī)獲得升力的情況和上面的實(shí)驗(yàn)相似，只是這時(shí)還要考慮到機(jī)翼周圍存在著的空氣的環(huán)流。這種環(huán)流在飛機(jī)的飛行中迭加到經(jīng)過(guò)機(jī)翼的平移氣流上。在機(jī)翼上部，環(huán)流的方向與平移氣流的方向相同，迭加結(jié)果使空氣流的速度增加；在機(jī)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(jī)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(jī)翼上方的壓強(qiáng)減少，下方的壓強(qiáng)增大，形成了一個(gè)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(gè)分力f及F，其中F就是飛機(jī)機(jī)翼受到的向上升力，它使飛機(jī)上升或保持飛機(jī)懸浮在空中；f分力是阻止飛機(jī)前進(jìn)的正面阻力。對(duì)上述現(xiàn)象也可以用牛頓定律作一個(gè)定性的解釋。氣流對(duì)機(jī)翼有向上的升力，那么機(jī)翼對(duì)氣流就有向下的反作用力，這樣一來(lái)就使氣流向下偏斜。當(dāng)氣流經(jīng)過(guò)機(jī)翼時(shí)，在豎直方向上的動(dòng)量分量就有一個(gè)改變量，由于機(jī)翼對(duì)氣流有向下的作用力，因而機(jī)翼也得到一個(gè)向上的升力。這和前面所說(shuō)的結(jié)果一致。所以飛機(jī)機(jī)翼受到的總壓力Q的大小和氣流的速度有關(guān)。氣流速度越大，Q也就越大。另外，Q還與機(jī)翼的形狀和迎面氣流沖向翼面的仰角a有關(guān)。飛機(jī)在飛行時(shí)，受到升力F、重力P、推進(jìn)器的前進(jìn)力F1和阻力f的作用。要使飛機(jī)能正常飛機(jī)，應(yīng)保證升力足夠大、阻力最小。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐與觀察，人們發(fā)現(xiàn)把機(jī)翼前緣做成圓形而后部做成尖銳形狀，并且使機(jī)翼上部稍微凸起，便可以使飛機(jī)少受旋渦的影響，即受到的阻力較小。因此人們逐步改善機(jī)翼的形狀，采用流線形機(jī)翼。實(shí)踐證明，在其他條件相同時(shí)，飛行的速度越快，機(jī)翼產(chǎn)生的升力也越大；機(jī)翼截面積越大，升力越大。對(duì)于低速飛行的運(yùn)輸機(jī)，就要有較大的機(jī)翼，以獲得足夠大的升力。對(duì)高速飛行的飛機(jī)，機(jī)翼太長(zhǎng)使產(chǎn)生的阻力增大，此時(shí)應(yīng)采用小機(jī)翼。所以針對(duì)不同飛行速度的要求，要采用不同的機(jī)翼及不同的截面形狀。

39不論哪一種截面形狀的機(jī)翼，在一定范圍內(nèi)增大仰角a，都可以提高升力。飛機(jī)起飛的速度越小，為了增大升力，就要抬起機(jī)頭，靠增大機(jī)翼的仰角來(lái)增加升力。但仰角增大時(shí)，阻力也會(huì)增大，同時(shí)在機(jī)翼上面所形成的渦流區(qū)會(huì)越來(lái)越大，這時(shí)機(jī)翼受到的升力也會(huì)減小。所以在一般飛行中，機(jī)翼的仰角是有一定范圍的，如果超出了這個(gè)范圍，不但不能增加升力，反而會(huì)引起失速現(xiàn)象，會(huì)使飛機(jī)掉下來(lái)。一般飛機(jī)必須同空氣有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，機(jī)翼才可以產(chǎn)生升力。但另有一種飛機(jī)，它具有停在空中不動(dòng)的本事。這就是直升機(jī)。直升機(jī)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(yùn)送物資、搶救傷病員、攝影，還可用于測(cè)繪地表、護(hù)林防火等。直升機(jī)機(jī)翼和空氣沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，升力應(yīng)該不存在，為什么它能在空中突然停住不動(dòng)而又不掉下來(lái)呢？原來(lái)直升機(jī)的升力是由在它頭頂上旋轉(zhuǎn)的機(jī)翼所產(chǎn)生的。當(dāng)直升機(jī)在空中的時(shí)候，它的旋翼仍然在不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)同直升機(jī)重力大小相等方向相反的升力。因此，直升機(jī)就能不前進(jìn)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(wù)。

40鳥的翅膀長(zhǎng)在哪兒不知中學(xué)生們是否仔細(xì)觀察過(guò)，鳥的翅膀長(zhǎng)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(xué)的觀點(diǎn)來(lái)分析、解釋一下。如果人們稍加注意，就會(huì)發(fā)現(xiàn)鳥的翅膀是長(zhǎng)在背部而不是腹部。因?yàn)楫?dāng)鳥飛行時(shí)，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(lái)。鳥的翅膀長(zhǎng)在背部，鳥的重心自然在下部。這樣升力和重力產(chǎn)生對(duì)位，才是穩(wěn)定的平穩(wěn)。如果鳥的翅膀長(zhǎng)在腹部，升力和重力形成對(duì)壓的格局，必然使鳥翻轉(zhuǎn)或處于不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。所以，鳥的翅膀是長(zhǎng)在背部而不是腹部。

41熱脹冷縮與熱縮冷脹愛(ài)打乒乓球的人都知道，不小心把乒乓球弄癟了，沒(méi)有關(guān)系，用開水燙燙就會(huì)使癟的地方鼓起來(lái)。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(lái)癟的地方頂起來(lái)，乒乓球就修復(fù)好了。氣體不僅有受熱膨脹的特性，而且遇冷還會(huì)收縮呢，這就是平常人們所說(shuō)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(zhì)，物體的這種性質(zhì)給人們的生活帶來(lái)了許多方便，也帶來(lái)了一些麻煩。比如，往自行車的車把上套塑料套時(shí)，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(guò)一會(huì)兒，塑料套遇冷收縮，就能緊緊地套在車把上了。而燒開水時(shí)，水壺里的水如果灌得太滿，受熱后體積膨脹，水會(huì)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(shí)要架得松一些，以防止冬天電線遇冷收縮時(shí)繃斷；冬天鋪設(shè)鐵軌時(shí)，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(lái)，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(shè)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(zhì)，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(zhì)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(shí)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(gè)道理，對(duì)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(shí)間太長(zhǎng)，啤酒瓶就會(huì)炸裂。這是由于在玻璃瓶冷縮的同時(shí)，啤酒中的水結(jié)冰后體積膨脹所造成。這與燒水時(shí)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(zhì)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(shí)的密度最大，體積最小。溫度逐漸下降時(shí)，它的體積反而在逐漸增大，結(jié)成0℃的冰時(shí)，它的體積不是縮小而是脹大，大約比原來(lái)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(jié)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(fēng)味的凍豆腐菜，就是使豆腐中的水結(jié)冰后，體積膨脹把豆腐中原來(lái)的小孔撐大。當(dāng)冰融化后，水從一個(gè)一個(gè)的小孔中流出來(lái)，豆腐里就留下了無(wú)數(shù)個(gè)小孔，整塊豆腐呈泡沫塑料狀，這樣，冰豆腐經(jīng)過(guò)烹調(diào)后，小孔里盛滿了湯汁，吃起來(lái)味道就非常鮮美。我國(guó)人民很早就知道并利用了水的這種反常膨脹特性來(lái)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(lái)就既省力又能提高效率。但是水的反常膨脹有時(shí)也給人們的生活帶來(lái)了一些麻煩。比如在冬天，室外的自來(lái)水管常常會(huì)由于管中的水結(jié)冰而被撐裂；汽車司機(jī)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(zhì)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(dāng)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(chǎng)也常有這種構(gòu)造的鐵房子。鐵房子建造方便，既堅(jiān)固、外表也很漂亮，又可以移動(dòng)、搬遷。但從物理學(xué)的角度看，它卻有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，就是冬冷夏熱。你知道這是為什么嗎？因?yàn)殍F的熱傳導(dǎo)率很大，故在冬天室內(nèi)的熱量很快就會(huì)通過(guò)鐵“墻壁”傳導(dǎo)出去，這樣就使室內(nèi)氣溫較低，不利于保暖；而夏天時(shí)，外界溫度比室內(nèi)高，熱量很容易經(jīng)鐵皮墻傳導(dǎo)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(lái)蓋在身上睡覺(jué)用。其實(shí)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(dǎo)到冷飲箱內(nèi)，從而使冷凍食品能保持低溫，不會(huì)融化。安全救火。如不慎發(fā)生汽油或柴油起火，千萬(wàn)不能用水去撲滅?？梢杂媒拿薇蝗ジ采w，這樣會(huì)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(hù)品。戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)的，如果身邊沒(méi)有更好的防護(hù)品，由于棉絮具有一定的緩沖作用，對(duì)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(hù)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(tīng)話。當(dāng)灌滿水時(shí)，它老是“滋滋”叫，等你不注意的時(shí)候，它又“蹦”的一下跳起來(lái)，落到地上。你把它撿起來(lái)，重新塞在瓶口上，它更不“老實(shí)”，按下去就彈出來(lái)，真讓人生氣?？墒?，到第二天早上再用暖瓶倒水時(shí)，想不到它又縮進(jìn)瓶口，緊緊地拔不出來(lái)，好象瓶?jī)?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(tīng)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(dǎo)的能力增強(qiáng)了；另外一個(gè)原因是軟木塞子磨損變小或者漏氣等等。當(dāng)剛剛沸騰的水灌入這種暖瓶里時(shí)，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(guò)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(lái)。如果當(dāng)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(qiáng)變小，小于大氣壓強(qiáng)，瓶塞在外界大氣壓強(qiáng)的作用下，塞子被往里壓，一直到瓶口徑細(xì)小部位阻止它進(jìn)一步往里縮去。這時(shí)，外部大氣壓強(qiáng)仍然大于暖瓶?jī)?nèi)部的壓強(qiáng)。外、內(nèi)壓力之差，迫使瓶塞很難拔出來(lái)。只有巧妙地旋轉(zhuǎn)瓶塞，使氣流能有機(jī)會(huì)流向暖瓶?jī)?nèi)部，使得瓶?jī)?nèi)外的壓強(qiáng)相等，才可以將暖瓶塞取下來(lái)。你遇到過(guò)上述情況嗎？如果碰上了，不妨也試一試。

46雞蛋的魔術(shù)觀看魔術(shù)表演時(shí)，經(jīng)常能見(jiàn)到魔術(shù)師手持一個(gè)完整的帶殼的雞蛋，一轉(zhuǎn)眼功夫就放進(jìn)一個(gè)瓶口比雞蛋略細(xì)的瓶子里，雞蛋在瓶中完好無(wú)損。這是怎么回事呢？難道雞蛋能變小嗎？其實(shí)，是魔術(shù)師利用物理方法，迅速、巧妙地讓雞蛋進(jìn)入瓶子中的。使雞蛋進(jìn)入瓶口略細(xì)的瓶子有兩種方法：其一：把一小團(tuán)棉紗蘸上點(diǎn)酒精，點(diǎn)燃后放進(jìn)準(zhǔn)備好的空瓶中，等棉紗快要燃燒完時(shí)，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(shí)，由于瓶?jī)?nèi)熱空氣變冷，壓強(qiáng)降低，瓶子外部的大氣壓強(qiáng)大于瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)，于是形成一個(gè)向瓶?jī)?nèi)的壓力，正好把直徑略大于瓶口的雞蛋壓進(jìn)瓶口內(nèi)。不過(guò)，要想從瓶?jī)?nèi)再把雞蛋完好無(wú)損地倒出來(lái)，可就沒(méi)這么容易了。其二：事先把雞蛋泡在醋內(nèi)，使蛋殼的石灰質(zhì)變軟，但顏色、形狀仍然沒(méi)有變化。這時(shí)，可以把雞蛋拉成橢圓形放進(jìn)玻璃瓶?jī)?nèi)。等放進(jìn)去后，雞蛋又恢復(fù)了原來(lái)的形狀。

47人類生活與大氣壓強(qiáng)生活在地球上的人類，無(wú)時(shí)無(wú)刻不受到大氣壓強(qiáng)的作用，就像潛水員潛入海底要受到海水的壓強(qiáng)一樣。那么，大氣壓強(qiáng)和我們的日常生活有什么關(guān)系呢？現(xiàn)僅舉幾例來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。古代，人們利用大氣壓制造了大氣壓抽水機(jī)。最簡(jiǎn)單的抽水機(jī)只需要一個(gè)兩端開口的鐵筒和一個(gè)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(qiáng)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(dāng)活塞被提起來(lái)時(shí)，管內(nèi)前端的氣體極少，壓強(qiáng)相當(dāng)小。藥瓶中的藥液在大氣壓的作用下，被壓進(jìn)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(yíng)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(qiáng)，為人類生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)和科學(xué)研究服務(wù)。想一想，你身邊有應(yīng)用大氣壓強(qiáng)的實(shí)例嗎？人們經(jīng)常應(yīng)用拔火罐的方法來(lái)給人治腿痛。這是不是也應(yīng)用了大氣壓強(qiáng)呢？

48大氣壓的發(fā)現(xiàn)大氣壓強(qiáng)的發(fā)現(xiàn)跟抽水機(jī)的使用是緊密相連的。在古代，人們已經(jīng)會(huì)用吸取式抽水機(jī)抽水了。那時(shí)人們用“自然害怕真空”的說(shuō)法，解釋水在抽水機(jī)中隨活塞上升的現(xiàn)象。而對(duì)這種現(xiàn)象的真正原因——大氣壓強(qiáng)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(jī)抽出深度在10米以上的礦坑中的水。結(jié)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(dāng)時(shí)的大科學(xué)家伽利略求教，伽利略因年老多病，不能仔細(xì)考察和研究這個(gè)問(wèn)題。但是，他指出：如果水在抽水機(jī)中能升高10米，那么，比水輕的油，應(yīng)該升得更高。比水重得多的水銀，上升的高度應(yīng)該比10米少得多。伽利略去世后，他的學(xué)生托里拆利繼續(xù)研究這個(gè)問(wèn)題。他用玻璃管代替不透明的金屬圓筒，用水銀代替水作實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果，跟導(dǎo)師伽利略的預(yù)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(shí)驗(yàn)中，玻璃管內(nèi)水銀的上方就是真空。這說(shuō)明自然界是可以產(chǎn)生真空的，自然害怕真空的說(shuō)法并不成立。托里拆利的實(shí)驗(yàn)，不僅揭示了大氣壓的存在，而且測(cè)出了大氣壓的大小。在大氣壓的作用下，水在抽水機(jī)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(jué)，可以用它來(lái)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(lái)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(mèng)想。早在18世紀(jì)，人們就開始探索用冰取火的方法。法國(guó)著名的科幻小說(shuō)家儒勒·凡爾納在他的小說(shuō)《哈特拉斯船員歷險(xiǎn)記》中，就有用冰取火的描寫。南極考察隊(duì)的隊(duì)員們，在丟失火種的情況下，他們面對(duì)寒冷和饑餓的威脅，開動(dòng)腦筋，終于用“冰”重新取得了火種。人們常聽(tīng)說(shuō)鉆木取火，而用冰是如何來(lái)取火的呢？這就涉及到物理中幾何光學(xué)的原理了。光通過(guò)兩種媒質(zhì)的界面時(shí)，要發(fā)生折射。凸透鏡（會(huì)聚透鏡）是一種光學(xué)元件，它對(duì)光有會(huì)聚作用。讓一束平行光通過(guò)凸透鏡，光線會(huì)聚焦成點(diǎn)，即平行光聚焦法，并且使熱量集中到焦點(diǎn)上。如果在焦點(diǎn)處放些易燃物質(zhì)，易燃品就會(huì)燃起來(lái)?！般@冰”取火，就是利用凸透鏡對(duì)光的會(huì)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(yáng)光找到冰凸透鏡的焦點(diǎn)，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(xué)生們，如果手邊有一個(gè)放大鏡（凸透鏡），可以利用，你會(huì)采用平行光聚焦法，試一試把白紙燒黑點(diǎn)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(tīng)說(shuō)高原氣候會(huì)帶來(lái)許多奇怪的現(xiàn)象。比如在高原生長(zhǎng)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(duì)“水開”的定義要有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，不然，誰(shuí)說(shuō)都有理?！八_”應(yīng)指在1個(gè)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(diǎn)就降低，不到100℃水就沸騰了。你說(shuō)：“沒(méi)有開”也不合適，因?yàn)檎諛佑袣馀莓a(chǎn)生，水在沸滾，只不過(guò)是這時(shí)的水不到100℃，沏茶沏不開，水中的微生物也沒(méi)有殺死。為了使高原的水能真正燒開，即讓它在100℃時(shí)才沸騰，就必須使用高壓壺或高壓鍋，這樣水的沸點(diǎn)就只決定于高壓壺中的水蒸氣的壓強(qiáng)了，而與外界大氣壓無(wú)關(guān)。

51冰展這不是“冰燈展”，也不是“冰雕展”，更不是“冰的藝術(shù)節(jié)”。而實(shí)實(shí)在在是一個(gè)“冰的物理展”。展臺(tái)上標(biāo)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(qǐng)你想想，上述一些現(xiàn)象你都能清楚嗎？答：正常一個(gè)大氣壓下水在攝氏零度凍成冰；鹽溶液的熔點(diǎn)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(jié)冰?！氨⑺惑w”是0℃時(shí)冰和水的混合物；“冰上浮冰”顯然是兩種不同密度的冰，實(shí)際上指在-78.5℃時(shí)冰上浮著一塊“干冰”，因?yàn)镃O2在-78.5℃時(shí)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(tuán)“棉花”，雖然味道并沒(méi)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(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的離心機(jī)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(xì)細(xì)的糖絲。因此，一小勺糖可以加工成一大團(tuán)棉花糖。由于糖隨溫度變化時(shí)，它的形狀變化很復(fù)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(guò)這個(gè)溫度，糖就會(huì)焦化。也就是說(shuō)，糖是一種非晶體物質(zhì)，它沒(méi)固定的熔點(diǎn)。但是鹽與糖不同，鹽是晶體物質(zhì)，它有固定的熔點(diǎn)，低于這個(gè)溫度是固態(tài)，高于這個(gè)溫度是液態(tài)，所以不可能甩出細(xì)絲來(lái)，至多只能甩出細(xì)細(xì)的鹽花來(lái)。

53阿凡提新傳阿凡提準(zhǔn)備買一大塊冰，回去給農(nóng)研小組的同志做實(shí)驗(yàn)。他來(lái)到人工制冷場(chǎng)，開票的人問(wèn)他：“你帶口袋了嗎？”阿凡提答：“沒(méi)有?！庇謫?wèn)：“你帶網(wǎng)兜了嗎？”“也沒(méi)有?！薄澳銣?zhǔn)備用兩手抱回去嗎？”“不。”開票的人又問(wèn)：“那你準(zhǔn)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(zhǎng)的繩子說(shuō)：“瞧，就用它?！贝蠹叶加X(jué)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(diǎn)較低，所以沿繩子部位的冰融化，繩子慢慢勒進(jìn)冰中。但是由于鹽的成分逐漸向四周擴(kuò)散，周圍的低溫也向繩子部位傳導(dǎo)，繩子周圍便重新結(jié)上了堅(jiān)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(wú)獨(dú)有偶東村有個(gè)阿凡提，西村有個(gè)阿小提。話說(shuō)那個(gè)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(shí)，阿小提也總會(huì)躍躍欲試。這天，阿凡提提著一大塊冰路過(guò)西村，阿小提回屋里，冥思苦想，終于也用一根細(xì)線提著一大塊冰糖走了出來(lái)。大家都夸阿小提聰明。阿小提是怎么做的呢？答：阿小提用細(xì)線提冰糖的辦法是很簡(jiǎn)單的：用一個(gè)燒杯燒水，加熱到70～80℃，在水中不斷地加進(jìn)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(shí)再略為升高一點(diǎn)溫度，并用細(xì)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(huì)析出，而且由于細(xì)線上的冰糖成為一個(gè)晶核，析出的糖都會(huì)沉積在那上面，最后糖水降至室溫，細(xì)線上就成了一大塊結(jié)晶的冰糖。

55氣功的魔力多思看過(guò)一次氣功師的表演，氣功師把一個(gè)未開封的藥瓶拿在左手，右手發(fā)功。隨著他右手上下移動(dòng)，只見(jiàn)瓶?jī)?nèi)的藥片紛紛落下。表演完畢，打開封蓋，瓶?jī)?nèi)少的藥片數(shù)量正好等于掉出來(lái)的藥片的數(shù)量。后來(lái)又有一次機(jī)會(huì)，氣功師要把封閉在玻璃管里的一根鐵絲變出來(lái)。氣功師又在運(yùn)氣，這時(shí)多思看得出神。正遐想之際，只見(jiàn)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(wú)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?，多思左思右想：氣功師憑什么本事能把東西從瓶子里取出來(lái)，可是瓶子還完好無(wú)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(duì)！準(zhǔn)是氣功師發(fā)出了一種能量，傳給了玻璃瓶?jī)?nèi)的藥片；當(dāng)藥片經(jīng)過(guò)玻璃瓶時(shí)，這個(gè)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(lái)形狀。那根鐵絲斷在玻璃管內(nèi)不也正是證明了這個(gè)道理嗎！多思的想象力太好了，可誰(shuí)又能說(shuō)他的想法沒(méi)有科學(xué)根據(jù)呢？或許他的猜想會(huì)被進(jìn)一步證實(shí)的。

56車輛駕駛中的物理學(xué)問(wèn)老司機(jī)王師傅在給徒弟小劉傳授山路駕駛經(jīng)驗(yàn)時(shí)說(shuō)：“在走盤山公路時(shí)，上坡要用低速檔，將車速減慢，下坡時(shí)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?。車輛駕駛中，有很多物理知識(shí)，這里僅談幾點(diǎn)。大家知道，一部汽車的額定功率是不變的。根據(jù)物理學(xué)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(shí)，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(shí)一定要比平坦公路上的車速小。下坡時(shí)，盡管有時(shí)關(guān)閉油門，不再有發(fā)動(dòng)機(jī)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(huì)越來(lái)越大，甚至無(wú)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(shí)，汽車需要提供一個(gè)向心力。向心力可由汽車自重和路面的傾斜來(lái)提供，也可由汽車輪胎和地面間的靜摩擦力來(lái)提供。如果汽車車速很大，提供的向心力太小，就會(huì)導(dǎo)致汽車甩出路面，甚至出現(xiàn)翻車事故。因此汽車拐彎時(shí)，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(dān)挑過(guò)水的人，都有一個(gè)共同的感覺(jué)：用扁擔(dān)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(dān)的固有頻率，發(fā)生共振現(xiàn)象，致使桶內(nèi)的水灑出來(lái)。軍隊(duì)里有明確的規(guī)定：凡行軍過(guò)橋的部隊(duì)，不準(zhǔn)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(tīng)。1906年，俄國(guó)軍隊(duì)在通過(guò)彼得堡附近一座大橋時(shí)，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(guó)科西嘉島在一次足球比賽中，由于球迷們?cè)诳磁_(tái)上歡呼跳躍，使看臺(tái)發(fā)生共振，結(jié)果看臺(tái)倒坍，幾十人死亡，800多人受傷。這些悲劇的教訓(xùn)是沉重的，不應(yīng)當(dāng)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(dá)水面時(shí)，一定要上下、左右晃動(dòng)牽繩，使策動(dòng)力的頻率等于吊桶的固有頻率，使吊柄發(fā)生共振，翻轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)了許多隔板，目的是防止行車時(shí)發(fā)生共振，引起液體大幅度晃動(dòng)，被灑出來(lái)。發(fā)生共振的條件，是策動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)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(shí)促使共振發(fā)生，有害時(shí)防止共振發(fā)生。

58戎馬生涯杜老師每當(dāng)回憶起他的戎馬生涯，總要講“過(guò)沼澤”和“爬峭壁”這兩個(gè)故事。杜老師是部隊(duì)的宣傳隊(duì)長(zhǎng)，有一次在去前線慰問(wèn)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(jìn)沼澤的危險(xiǎn)。于是，杜老師命令戰(zhàn)士們匍匐前進(jìn)，小心翼翼地爬過(guò)沼澤地，安全到達(dá)前線，勝利地完成了慰問(wèn)演出任務(wù)。另有一次，他們宣傳隊(duì)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(huì)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(guò)去，并找到了一條通往安全地帶的小路，保存了自己的實(shí)力，達(dá)到了預(yù)期的目的。初看起來(lái)，這兩次行動(dòng)，杜老師都讓戰(zhàn)士們采用了匍匐前進(jìn)的辦法。細(xì)想起來(lái)，這里卻有著不同的物理原理。過(guò)沼澤地時(shí)，每位戰(zhàn)士立著和趴著重量一樣，對(duì)地面的壓力也一樣。但是，立著時(shí)，只有戰(zhàn)士的雙腳跟地面接觸；趴在地面上時(shí)，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(qiáng)大為減小。因此，保證了戰(zhàn)士不陷進(jìn)沼澤，從而安全地穿過(guò)沼澤地。過(guò)峭壁時(shí)，每位戰(zhàn)士立著和趴著重量也一樣，對(duì)地面的壓力也一樣。但是，趴在峭壁時(shí)，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(guò)峭壁，避免了掉到山崖下邊的危險(xiǎn)。

59熱力學(xué)溫標(biāo)英國(guó)著名科學(xué)家開爾文創(chuàng)立了把-273℃作為零度的溫標(biāo)，叫做熱力學(xué)溫標(biāo)（或絕對(duì)溫標(biāo)）。用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，叫熱力學(xué)溫度（或絕對(duì)溫度）。熱力學(xué)溫度用符號(hào)T表示。熱力學(xué)溫度的單位是開爾文，簡(jiǎn)稱為開，國(guó)際符號(hào)是K，它是國(guó)際單位制中7個(gè)基本單位之一?，F(xiàn)在國(guó)際上公認(rèn)的熱力學(xué)溫度的零度是-273.15℃，叫做絕對(duì)零度。就每一度的大小來(lái)說(shuō)，熱力學(xué)溫度和攝氏溫度是相同的，所以熱力學(xué)溫度跟攝氏溫度間的關(guān)系為T=t+273.15為了簡(jiǎn)化，可以取-273℃為絕對(duì)零度，則T=t+273

60“物理”餃子北方人都愛(ài)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(shí)所謂“物理”餃子，意思是說(shuō)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(xué)問(wèn)，實(shí)際上都是一些物理原理的運(yùn)用。煮餃子時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)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(dòng)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(gè)個(gè)飽滿，而且浮到水面（浮力大于重力，餃子上?。?，部分餃子懸浮在水中（浮力等于重力，餃子懸?。偌狱c(diǎn)兒涼水，稍煮一會(huì)兒就撈出來(lái)，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(xué)的觀點(diǎn)看，包餃子的面從生到熟，密度會(huì)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(shí)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(lái)；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(huì)上浮到水面。所以說(shuō)，煮餃子也有“很深”的物理學(xué)問(wèn)。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(jìn)行生產(chǎn)的。我們知道，氣體的壓強(qiáng)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(qiáng)越大。所謂真空，就是把容器里邊的氣體抽出來(lái)，抽出來(lái)的氣體越多，容器里單位體積的分子數(shù)越少，壓強(qiáng)越小。所以經(jīng)常用容器里壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的差異大小，來(lái)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(diǎn)水洗臉，可是丟丟偷懶，只用暖水瓶里的水對(duì)上涼水就洗臉了。媽媽很不高興，說(shuō)這樣費(fèi)煤氣。你說(shuō)丟丟的媽媽說(shuō)得有道理嗎？答：我們用一個(gè)實(shí)例來(lái)計(jì)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(duì)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(shuō)明，這兩種情況所需熱量是一樣的。也就是說(shuō)，如果沒(méi)有熱量損失的話，要制備一定溫度、一定質(zhì)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(shí)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(shí)際上還要多供給一部分汽化熱。等100℃的開水灌進(jìn)暖瓶里以后，由于暖瓶的保溫多少都有些損失，實(shí)際用的時(shí)侯溫度到不了100℃，而只有80℃左右。由于這兩個(gè)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(huì)超過(guò)1.875千克，這就表明必須多費(fèi)煤氣提供更多的熱量才行?？磥?lái)，丟丟的媽媽還是有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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?yàn)槟欠N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(wèn)題，而要從爆米花本身去考慮：為什么放進(jìn)去的是米粒，出來(lái)的是松脆的米花了呢？請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)這個(gè)道理。答：爆米花的過(guò)程是這樣的：把米粒和糖精放到一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的容器里，蓋緊蓋子以后，把容器放在火上燒，同時(shí)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，使內(nèi)部米粒受熱均勻。等到容器內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到幾個(gè)大氣壓的時(shí)候，卸下容器，把容器蓋猛然打開，只聽(tīng)“嘭”的一聲，噴香的米花就爆好了。在加熱的過(guò)程中，雖然容器氣體體積不變，但是氣體的溫度和壓強(qiáng)都在增高。這時(shí)，容器內(nèi)的氣體符合氣體狀態(tài)方程，也就是說(shuō)PV=RT或者改寫成PVPV1122為=TT12PP12設(shè)加熱前為狀態(tài)1，加熱時(shí)為狀態(tài)2，于是V1=V2,=,也就是說(shuō)TT12加熱期間，溫度和壓強(qiáng)是在同時(shí)增加的。當(dāng)容器打開的一瞬間，容器中氣體來(lái)不及和外界產(chǎn)生熱交換，因此是絕熱膨脹的過(guò)程。在絕熱膨脹過(guò)程中，符合理想氣體的絕熱過(guò)程的方程，由于體積一下子變大，容器內(nèi)的壓強(qiáng)急劇變小，使得每個(gè)米花內(nèi)部貯留的空氣失去了外部壓強(qiáng)的限制，于是米花都爆開了。

64打氣筒的學(xué)問(wèn)（一）有的打氣筒又省勁，又打得快；而有的打氣筒，又費(fèi)勁，進(jìn)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(guò)一個(gè)活塞做功，使進(jìn)到氣筒里的空氣被壓縮后打進(jìn)輪胎中，所以好的氣筒應(yīng)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(jìn)輪胎，或者接嘴處有漏氣現(xiàn)象。這樣打氣時(shí)做的功大部分都變成無(wú)用功損耗了，氣筒的效率當(dāng)然差。

65打氣筒的學(xué)問(wèn)（二）經(jīng)過(guò)革新后的打氣筒，在主筒體旁邊還多了一個(gè)副氣筒。這種打氣筒有什么優(yōu)越性呢？答：附加的副氣筒實(shí)際上是一個(gè)貯氣室。當(dāng)開始打氣時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)只是給副氣筒打氣，打到一定程度，副氣筒中的氣體壓強(qiáng)到了一定數(shù)值以后，氣體會(huì)被自動(dòng)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(qiáng)的氣體，這比直接往輪胎中打氣要省力得多。另外，一開始時(shí)副氣筒中的壓強(qiáng)比輪胎中的低，所以往副氣筒打氣，壓差大，容易進(jìn)氣。

66燈泡的自白一只220V、40W的燈泡訴苦說(shuō)：“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(shí)候，我感到周身發(fā)麻，我的電阻居然比0℃時(shí)增大了16倍。我熱得發(fā)昏，幾乎快要熔化，體溫竟高達(dá)2830℃。說(shuō)實(shí)在的，為了給人間多一點(diǎn)光明，我到了無(wú)私忘我的地步?！睙襞菡f(shuō)的是實(shí)情，現(xiàn)在我們來(lái)計(jì)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(guān)系式為R=R0（1+at），請(qǐng)求出0℃時(shí)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(dāng)夏夜乘涼的時(shí)候，天空的星星總是一閃一閃，像是眨著可愛(ài)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?yàn)樾行潜旧聿话l(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(wèn)題，而是由于星星發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)地球稠密的大氣層時(shí)會(huì)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(lái)就造成了閃爍的星星。要讓星星不閃爍的辦法是有的，當(dāng)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(shí)，星星的光線由于不經(jīng)大氣的折射，它就不閃爍了。但同時(shí)我們又會(huì)看到，天空不再是蔚藍(lán)色的，整個(gè)宇宙是黑洞洞的，地球卻變成了一個(gè)藍(lán)色的星球了。為什么是藍(lán)色的，請(qǐng)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(lái)，采用多棱鏡，在同一張照片上，可以同時(shí)攝出不同角度下的形象，這樣，對(duì)一個(gè)人的印象也就不會(huì)是片面的了。在出現(xiàn)激光以后，照相術(shù)有了劃時(shí)代的進(jìn)步，已發(fā)明出立體相片，從各個(gè)角度看過(guò)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(gè)反射鏡上，兩路光反射到同一個(gè)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(dāng)我們?cè)俅斡眉す庹丈渚哂懈缮鏃l紋的照片時(shí)，就可復(fù)現(xiàn)立體圖像。全息照相還有一個(gè)特點(diǎn)，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(fù)現(xiàn)圖像。既然全息照相可以從各個(gè)側(cè)面來(lái)看立體圖像，那么能不能發(fā)明激光全息電影呢？讓一個(gè)個(gè)連續(xù)的電影鏡頭也成為從各個(gè)側(cè)面來(lái)看都是立體的，讓屏幕中的人物走到觀眾面前，既虛又實(shí)，那不更好嗎？其實(shí)這正是專家們要進(jìn)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(chǎng)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?yàn)樨埖难劬χ挥性诤诎档臅r(shí)候，才睜得又圓又大。只要光線一強(qiáng)，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(lái)了不便。如果在陽(yáng)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(wú)法拍照。那么，攝影師是怎樣想方設(shè)法攝出這些藝術(shù)“珍品”的呢？其實(shí)，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(duì)光有本能反應(yīng)之前，利用這個(gè)時(shí)間差，就能拍攝下所需照片。同時(shí)，最好使用高感光度的膠片。

70用照相機(jī)拍攝電影畫面如果你想用照相機(jī)拍攝下電影某一個(gè)畫面，關(guān)鍵是如何選擇照相機(jī)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(jué)暫留，才不會(huì)感覺(jué)有中斷。因此，在用照相機(jī)拍攝電影畫面時(shí)，必須選擇合適的快門速度。不能太短，也不能太長(zhǎng)。一般選擇1/50秒（或1/60秒）。在這一瞬間，電影只放1～2個(gè)畫面，能夠被比較清晰地拍攝下來(lái)。若選擇1/200秒，1/500秒，就有可能正好攝取了畫面經(jīng)過(guò)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(lái)，造成畫面模糊不清。在可能的情況下，可以實(shí)踐一下。

71光學(xué)去污劉劍向于老師學(xué)習(xí)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(dāng)拍到劉劍最喜歡、于老師最欣賞的一幅畫時(shí)，他失望了。這幅畫由于保存不小心，弄上許多紅墨水的點(diǎn)跡，翻拍后一定有許多污跡。劉劍正為此發(fā)愁時(shí)，于老師為他想出了一個(gè)光學(xué)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(jī)的鏡頭前加一個(gè)紅色的濾光鏡。這樣紅光都能攝入，紅墨水當(dāng)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(lái)的照片污點(diǎn)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(xué)去污法，拍出的照片確實(shí)很理想。想一想，如果污點(diǎn)是黑色的，此法還行嗎？

72往回看人們言語(yǔ)的交流越來(lái)越默契，如果說(shuō)：“不要往回看，要向前看?！蹦阋欢ú粫?huì)理解為“回頭看”的問(wèn)題。因?yàn)椤盎仡^”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(shí)現(xiàn)。然而，我現(xiàn)在要正視現(xiàn)實(shí)，再一次問(wèn)：“往回看”能不能做到？也就是，人能不能看到過(guò)去？你能不能給我一個(gè)正確的回答？答：從兩種意義上，人們能夠看到過(guò)去，或者說(shuō)，可以看看過(guò)去正在發(fā)生的事情。也許你會(huì)說(shuō)：“你可真會(huì)吹牛，看你怎么自圓其說(shuō)！”好吧，你聽(tīng)我說(shuō)：（l）隨著技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)明了一種紅外相機(jī)，它能把人們看不見(jiàn)的紅外線攝下來(lái)。因此，它可以用來(lái)破案，比如某處發(fā)生了一起搶動(dòng)案，案犯剛剛逃離，但是現(xiàn)場(chǎng)，他作案時(shí)各種東西發(fā)出的紅外線依然還殘留著，就好比夸大來(lái)說(shuō)：一個(gè)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(jī)可以分辨不同溫度，最后可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的數(shù)字處理，最后顯示出作案時(shí)的圖像。這樣，人們不是可以看到過(guò)去發(fā)生的事了嗎？（2）再?gòu)膹V義來(lái)講，我們從天文望遠(yuǎn)鏡里所看到的星球，那只是從那個(gè)星球發(fā)出的光，走了幾十光年的路程才傳到我們眼里，實(shí)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(yuǎn)的離地球幾百、幾千光年，近的也有幾十光年，更遠(yuǎn)的光線太微弱了?？傊?，夏夜你所看到的星圖實(shí)際上是幾十年、幾百年、幾千年前一個(gè)綜合的圖像，它們雖然發(fā)生在過(guò)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(guò)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(yīng)力，以快速應(yīng)變或破裂形式釋放其能量的現(xiàn)象。按應(yīng)力來(lái)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(gòu)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(guò)程。一般分為前震、主震和余震三個(gè)階段。地震儀是用來(lái)測(cè)量地震時(shí)地面上某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，并將它們自動(dòng)記錄下來(lái)的儀器。我國(guó)東漢科學(xué)家張衡創(chuàng)造的候風(fēng)地動(dòng)儀是世界上第一臺(tái)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(yùn)動(dòng)的多種要素，相應(yīng)的還有多種形式的地震儀，如位移地震儀、轉(zhuǎn)動(dòng)地震儀、應(yīng)變地震儀等。另外還有微震儀、強(qiáng)震儀、短周期地震儀和長(zhǎng)周期地震儀等。

74超人第二次世界大戰(zhàn)期間，德國(guó)有一架戰(zhàn)斗機(jī)去執(zhí)行任務(wù)，途中遇敵方高射機(jī)槍的阻擊。為判斷敵方所使用機(jī)槍的槍型，飛機(jī)上的“超人”在機(jī)艙中伸出手將艙外的機(jī)槍子彈抓住。這位“超人”的本領(lǐng)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(jī)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(qiáng)的穿透力?！俺恕敝阅苌焓謱⒆訌椬プ?，并不是他有防彈手套或有其他特殊的本領(lǐng)，而是由于飛機(jī)在高空高速飛行時(shí)的速度與子彈的飛行速度大小基本相等，飛機(jī)和子彈之間的相對(duì)速度較小（或?yàn)榱悖?。因此，“超人”在飛機(jī)機(jī)艙上伸手抓子彈，就仿佛在陸地上的人，伸手抓到一個(gè)飛來(lái)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(gè)皮球一樣，不需要什么特殊的本領(lǐng)。倘若有人不信服，可以讓他做一個(gè)簡(jiǎn)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(jī)上，而是坐在陸地上，“超人”還能伸手抓住水平射來(lái)的高射機(jī)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?？墒菍?shí)際上，要是你親眼看到嫦娥在向月亮飛奔，那么，你一定會(huì)說(shuō)：“嫦娥丑極了?！币?yàn)樗且粋€(gè)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(shè)她的飛行速度是0.9倍的光速。根據(jù)相對(duì)論原理，在一個(gè)以近于光速的速度運(yùn)動(dòng)的慣性系統(tǒng)里，物體在系統(tǒng)里的靜止長(zhǎng)度，在地面上看長(zhǎng)度會(huì)變短。也就是說(shuō)：慣性系統(tǒng)里長(zhǎng)度為10，地面上測(cè)量其長(zhǎng)度為1，有公式：21v1=1(1-)202c其中c是光速，v是慣性系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的速度。假設(shè)嫦娥靜止時(shí)的高度為162厘米，應(yīng)該說(shuō)是比較苗條的了?？墒钱?dāng)她“飛奔”時(shí)：11=1（1-0.9）2=70厘米0你看，嫦娥在我們看來(lái)，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?yàn)樵雍税l(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生巨大的原子能。原子能有多大？我們作一個(gè)小小的計(jì)算：氖的原子核是由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子組成的。質(zhì)子的質(zhì)量mh=1.007825原子單位，中子的質(zhì)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(zhì)量mD=2.014102原子單位，可見(jiàn)質(zhì)子和中子結(jié)合成氘的原子核時(shí)，質(zhì)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?yàn)?原子單位是以碳原子質(zhì)量的1/12來(lái)規(guī)定的，所以，1原子單位=l.660565×10-27千克根據(jù)愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論原理：相應(yīng)于一定質(zhì)量的物質(zhì)，就有一定的能量，設(shè)其質(zhì)量為m，相應(yīng)能量為E，光速為c，有關(guān)系式：E=mc2由上述關(guān)系式，也可以得出：在結(jié)合成原子核發(fā)生質(zhì)量虧損時(shí)，也就有相應(yīng)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(jiàn)形成一個(gè)氘核就要釋放2.23×106電子伏特的能量。

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