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  生活中的物理-过山车中的物理知识

  过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。若你对物理学感兴趣，那么在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感，还有助于理解力学定律。实际上，过山车的运动包含了大量物理学原理，人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。若能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起出现的效果，那感觉真是妙不可言。这次同物理学打交道不用动脑子，只要收紧你的腹肌，保护好肠胃就行了，当然，若你的身体条件和心理承受能力的限制，无法亲身体验过山车带来的种种感受，你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应。 在开始旅行时，过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次 ...

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  生活中的物理-江河大堤与水库大坝

  一般江河大堤和水库大坝的横截面如图1甲、乙所示． 图1 比较上面两图，不难发现，它们的共同之处都是上窄下宽，不同的是江河堤的迎水面坡度缓，背水面坡度陡，而水库坝则恰恰相反，挡水面坡度陡，背水面坡度缓． 一、为啥江河大提与水库大坝都修成上窄下宽 无论是江河大堤，还是水库大坝都修成上窄下宽，其目的主要是为了“三防”． 1.防水压 依据液体内部压强公式ｐ＝ρｇｈ可知，堤坝内的水越靠近堤坝底，水深ｈ越大，水出现的压强也越大．堤坝下宽能承受较大的水压，确保堤坝的安全． 2.防渗漏 堤坝下部受水的压强越大，水越容易渗进坝体．把下部修得宽些，就可以延长堤坝内水的渗透路径，加大渗透阻力，从而提高堤坝的防渗透 ...

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  生活中的物理-同步卫星的轨道

  《物理》第三册（选修本）第96面关于通信卫星轨道的叙述中有如此一段话：“通信卫星的轨道一般都采用‘地球静止轨道’，也称‘地球同步轨道’．即卫星转动的周期与地球自转的周期同样，相对于地球静止．”这段话容易让人理解为：地球同步轨道就是地球静止轨道．处于同步轨道上的卫星相对于地球是静止的．　　有的复习资料中亦有如此的练习题：“简单表明地球同步卫星为啥只能在赤道平面内绕地球旋转．”、“地球同步卫星相对于地球上的一点为啥是静止的？”，这也是将地球同步轨道与地球静止轨道混为一谈．　　实际上，地球同步轨道与地球静止轨道不是一回事，它们之间有共同点也有较大区别．　　地球同步轨道与地球静止轨道都是运行周期（23 ...

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  生活中的物理-飞行的孙悟空是怎样拍摄的

  《西游记》是大家比较熟悉和喜欢的电视剧，其中孙悟空给人们留下美好的印象，但是善于思考的观众一定会问， 孙悟空的"腾云驾雾"是怎样拍摄出来的？下面就来谈谈这个问题。 大家知道，平时大家所说的运动和静止都是相对的， 是相对于大家假定不动的参照物而言的。若大家坐在封闭的火车厢里， 那么大家将无法知道火车究竟是静止的还是匀速行驶的，只有拉开窗帘， 看到铁轨旁的树木、村庄等参照物时，依据它们的位置是否发生变化， 才能判断出来。　　借用运动相对性，大家就可以拍摄孙悟空的"腾云驾雾"镜头了。 如孙悟空腾云远去"的镜头先分别拍摄孙悟空的动作镜头和景物镜头， 然 ...

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  生活中的物理-飞鸟就会击落一架飞机

  大家知道，运动是相对的。当鸟儿与飞机相对而行时，虽然鸟儿的速度不是很大，但是飞机的飞行速度很大，如此对于飞机来说，鸟儿的速度就很大。速度越大，撞击的威力就越大。　　比如一只0.45千克的鸟，撞在速度为每小时80千米的飞机上时，就会出现1500牛顿的力，要是撞在速度为每小时960千米的飞机上，那就要出现21.6万牛顿的力。若是一只1.8千克的鸟撞在速度为每小时 700千米的飞机上，出现的冲击力比炮弹的冲击力还要大。所以浑身是肉的鸟儿也能变成击落飞机的“炮弹”。　　1962年11月，赫赫有名的“子爵号”飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平稳地飞行，突然一声巨响，飞机从高空栽了下来。事后发现酿成这场 ...

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  生活中的物理-为啥肥皂泡总先上升后下降

  平常生活中，大家常看到一些小朋友吹肥皂泡，一个个小肥皂泡从吸管中飞出，在阳光的照耀下，发出美丽的色彩。此时，小朋友们沉浸在欢乐和幸福之中，大家大人也常希望肥皂泡能飘浮于空中，形成一道美丽的风景。但大家常常是看到肥皂泡开始时上升，随后便下降，这是为啥呢?　　这个过程和现象，大家只要留心想一下，就会发现，它其中包含着良多的物理知识。在开始的时候，肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气，肥皂膜把它与外界隔开，形成里外两个区域，里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时，肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度，依据阿基米德原理可知，此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力，因此它会上升。这个过程就跟热气球的原理是一样的 ...

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  生活中的物理-人体与大气压强

  人体与大气有着不可分离的密切联系，这不仅是由于人体需要呼吸和调节体温。大气对于人体还有一种不易被人察觉到的作用—-大气的压力。一名优秀的游泳运动员，在几分钟内不呼吸还不成问题，但若没有大气压力，恐怕连几秒钟也生存不了。一般以为，标准的大气压是每平方厘米1.0336公斤。一个成年人的人体总共要受到12-15吨的大气压力。但是由于大气压强总是从各个不同的方向作用与同一点的，并且大小同样，每两个大小同样的压力便相互抵消，所以人体才感觉不到那么大的压力，但它是实实在在存在着的。就拿呼吸来说，当吸气中枢兴奋时，通过膈神经使胸腔和腹腔之间的横膈肌肉收缩，胸腔容积扩大，肺气泡也跟着扩大，使其中的 ...

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  生活中的物理-共振的幽灵

  任何物体出现振动后，由于其本身的构成、大小、形状等物理特性，原先以多种频率开始的振动，渐渐会固定在某一频率上振动，这个频率叫做该物体的"固有频率"，由于它与该物体的物理特性有关。当人们从外界再给这个物体加上一个振动（称为策动）时，若策动力的频率与该物体的固有频率正好同样，物体振动的振幅达到最大，这种现象叫做"共振"。物体出现共振时，由于它能从外界的策动源处取得最多的能量，往往会出现一些意想不到的后果。18世纪中叶，法国昂热市一座102米长的大桥上有一队士兵经过。当他们在指挥官的口令下迈着整齐的步伐过桥时，桥梁突然断裂，造成226名官兵和行人丧生。究其原因 ...

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  生活中的物理-为啥桥都设计成凸形的?

  桥是不是不应该设计成拱形向上的，而应该设计成凹形的为好。由于汽车在向下行驶之前具备一定的势能，这个势能可以帮助它顺利地到达桥的那一端。可是拱形向上的桥却没有这个优点。 桥设计成向上的理由，是由于汽车经过桥中部时，桥所承受的压力较小；而相比之下，凹形桥承受的压力较大。 由于汽车经过一个弧形的时候，需要有一个向心力F，它是由重力Mg和支承力N合成的。 在拱形桥：F=Mg-N ∴ N=Mg-F 在凹形桥：F=N-Mg ∴ N=F-Mg 由上述两个式子可见，拱形桥的N较小，N是桥对汽车的支承力，其大小等于汽车对桥的压力。所以拱形桥对桥的结构强度设计上有利。至于茜露的理由是对汽车而言，为了汽车能借用势能 ...

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  生活中的物理-惯性故事——萨尔维阿蒂的大船

  经典物理学是从否定亚里士多德的时空观开始的。当时曾有过一场激烈的争论。赞成哥白尼学说的人主张地球在运动，维护亚里土多德—-托勒密体系的人则主张地静说。地静派有一条反对地动说的强硬理由：若地球是在高速地运动，为啥在地面上的人一点也感觉不出来呢？这的确是不能回避的一个问题。1632年，伽利略出版了他的名著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。书中那位地动派的“萨尔维蒂”(图4-1)对上述问题给了一个彻底的回答。他说：“把你和一些朋友关在一条大船甲板下的主舱里，让你们带着几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫，舱内放一只大水碗，其中有几条鱼。然后，挂上一个水瓶，让水一滴一滴地滴到下面的一个宽口罐 ...

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  生活中的物理-跳高时为啥要助跑

  在体育比赛中，跳远的运动员选择较长的助跑距离，而跳高运动员的助跑距离则要短得多。若选择较长的助跑距离，是否就跳不高呢？跳高运动员能腾起越过横杆，靠的是助跑的惯性和起跳蹬地的支撑反作用力。由于惯性，运动方向是水平向前的，而支撑反作用力是垂直（或近似垂直）向上的，所以起跳后的身体重心沿着一个抛物线轨迹运动。这个抛物线轨迹的高度，取决于起跳时腾起初速度和腾起角的大小，也就是说，腾起初速度和腾起角是增加跳高高度的关键。一般说来，应该尽可能加大这两项数值。 最大腾起角为90度。然而，由于跳高不是单纯的垂直向上运动， 越过横杆还必须有一个向前的威力；再则，还须充分借用水平速 度来加大腾起初速度，因此，腾起 ...

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  生活中的物理-蚂蚁从高处落下来为啥摔不死?

  众所周知，人从楼上掉下摔不死也会摔成重伤，可是蚂蚁从高处落下却会安然无恙，你知道其中的密秘吗？原来是如此：物体在空气中运动时会受到空气的阻力，其阻力的大小与物体和空气接触的表面积大小有关。越小的物体其表面积大小和重力大小的比值越大，即阻力越容易和重力相平衡，从而不致于下降的速度越来越大，也就是说微小的物体可以在空气中以很小的速度下落，所以蚂蚁落地时速度很小，不致于摔死。大家还可以设想一种方法使蚂蚁摔死：把蚂蚁放在一根真空的长玻璃管中。当蚂蚁在这种管子中下落时，由于没有空气阻力，若管子足够长，蚂议就有可能摔死。为啥旋转球不走直线罚点球的队员把球踢出去后，对方守门员朝着来球的方向扑去，但是球在半途 ...

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