校本课程----日常生活中的物理集锦

生活中的物理

物理是一门历史悠久的自然学科。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域； 物理学存在于物理学家的身边；物理学也存在于同学们身边；在学习中，同学们要树立科学意识，大处着眼，小处着手，经历观察、思考、实践、创新等活动，逐步掌握科学的学习方法，训练科学的思维方式，不久你就会拥有科学家的头脑，为自己今后惊叹不已的发展，为今后美好的生活打下扎实的基础。

第一章 源自生活中的趣味物理知识

1. 挂在壁墙上的石英钟，当电池的电能耗尽而停止走动时，其秒针往往停在刻度盘上“9”的位置。这是由于秒针在“9”位置处受到重力矩的阻碍作用最大。

2. 将气球吹大后，用手捏住吹口，然后突然放手，气球内气流喷出，气球因反冲而运动。可以看见气球运动的路线曲折多变。

这有两个原因：一是吹大的气球各处厚薄不均匀，张力不均匀，使气球放气时各处收缩不均匀而摆动，从而运动方向不断变化；二是气球在收缩过程中形状不断变化，因而在运动过程中气球表面处的气流速度也在不断变化，根据流体力学原理，流速大，压强小，所以气球表面处受空气的压力也在不断变化，气球因此而摆动，从而运动方向就不断变化。

3. 有时候从保温瓶中倒出一大杯开水后，瓶塞会跳起来是因为外界的冷空气乘机钻入保温瓶，瓶塞塞上后，冷空气被封闭在瓶子内并与热开水发生了热传递，冷空气温度升高，气体受热膨胀对外做功，就把塞子抛出瓶口，这时只要轻轻塞上瓶塞，然后摇动几下保温瓶，使开水蒸发出大量水蒸气，把冷空气这不速之客从保温瓶中赶出去，然后按紧瓶塞后

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就无后顾之忧了。

4. 双层玻璃中间有一个空气层,而空气不易传热,能起到保温和隔热的作用，因而教室一般要装双层玻璃窗。

5. 多油的菜汤由于油层覆盖在汤面，阻碍了水的蒸发，因而不易冷却。

6. 在火车上观看窗外开阔的原野，从视差的分析，远处的物体相对观察者移动缓慢，近处的快，远处景物朝火车前进的方向旋转。

7. 看电影时，从各个角度都能看见银幕上的画，是因为银幕产生了光的漫反射。用手电筒同时斜射在一面镜子和一张灰色纸上，观察发现灰纸亮。这是因为纸产生漫反射，从各个方向都能看到部分反射光线；而镜子发生镜面反射，只有特定的角度才能看到反射光，其他方向是没有反射光的。

8. 烤箱利用红外线来将饭做熟。

9. 因为物体有热胀冷缩的性质，所以要在铁轨衔接处留空隙。

10. 因为红光波长长，容易发生衍射，穿透本领强，所以用红光来表示危险的信号。

11. 在太阳光的照射下肥皂泡呈现彩色，瀑布在太阳光下呈现彩虹，通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，这些现象分别属于光的干涉、色散和衍射。

12. 有时自来水管在邻近的水龙头放水时，偶尔发生阵阵的响声。是水从水龙头冲出时的频率与水管的固有频率相同（或很接近），从而引起水管共振的缘故.

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13. 对着电视画面拍照，不应该把照相机闪光灯和室内照明灯打开，因为闪光灯和照明灯在电视屏上的反射光会干扰电视画面的透射光.

14. 锅内盛有冷水时，锅底外表面附着的水滴在火焰上较长时间才能被烧干，而且直到烧干也不沸腾，这是因为水滴、锅和锅内的水三者保持热传导，温度大致相同，只要锅内的水未沸腾，水滴也不会沸腾，水滴在火焰上靠蒸发而渐渐地被烧干.

15. 天然气炉的喷气嘴侧面有几个与外界相通的小孔，但天然气为什么不会从侧面小孔喷出，而只从喷口喷出。这是由于喷嘴处天然气的气流速度大，根据流体力学伯努力原理，流速大，压强小，气流表面压强小于侧面孔外的大气压强，所以天然气不会以喷管侧面小孔喷出.

16. 生活中常听人们有这种说法：触电时人被电吸住了，抽不开。真的是人被电“吸”住了吗？实际上这个说法是错误的。手触电时，由于电流的刺激，手会由痉挛到麻痹。如果是手的掌心或手指与掌心的同侧部位触电。刚触电时，手因条件反射而弯曲，而弯曲的方向恰使手不自觉地握住了导线。这样，加长了触电时间，手很快地痉挛以致麻痹。这时即使想到应松开手指、抽回手臂，已不可能，形似被“吸住”了.

17. 会打秋千的人，不用别人帮助推，就能越摆越高，而不会打秋千的人则始终也摆不起来，正确的打秋千动作：人从高处摆下来的时候身子是从直立到蹲下，而从最低点向上摆时，身子又从蹲下到直立起来。由于他从蹲下到站直时，重心升高，无形中就对自己做了功，增大了重力势能。因而，每摆一次秋千，都使打秋千的人自身能量增加一些。如此循环往复，总机械能越积越多，秋千就摆地越来越高了。

18. 两艘船并排高速行驶时，由于船间的水流速快，压强低，常常会相撞。1912年

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秋天，远洋巨轮“奥林匹克”号，正在波浪滔滔的大海中航行着。很凑巧，离“奥林匹克”号100米左右的海面上，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号，同它几乎是平行地高速行驶着，忽然间，那“豪克”号似乎是中了“魔”一样，突然调转了船头，猛然朝“奥林匹克”号直冲而去。在这千钧一发之际，舵手无论怎样操纵都没有用，“豪克”号上的水手们束手无策，眼睁睁地看着它将“奥林匹克”号的船舷撞了一个大洞。此海上的飞来横祸，是伯努利原理的现象。流体有这样的性质：它们流动得快时，对旁侧的压力就小；流动得慢时，对旁侧的压力就大。两船并排航行时，两船之间流道比较狭窄，水流得要比两船的外侧快一些，因此两船内侧受到水的压力比两船的外侧小。外侧的较大压力就会像一双无形的大手，将两船推向一侧，造成了两船的相吸的现象。“豪克”号船只小重量轻，就跑得更快些，所以看上去好像是它改变了航向，直撞向巨轮。

19. 一个重球的上下两端系同样的两根线，今用其中一根线将球吊起，而用手向下拉另一根线，如果向下猛一拽，则下面的线断而球不动。如果用力慢慢拉线，则上面的线断开，因为“猛拽”意味着力大而作用时间短。当向下猛拽球下面的线时，由于这个力直接作用在下面的线上，该力超过线的承受力，从而使球下面的线断掉。又由于力的作用时间极短，且球的质量又很大，所以在极短的时间内重球向下的位移就很小。这样，上面线的张紧程度尚未来得及发生明显变化，即张力没有来得及明显变大，下面的线就已经断了。如果慢慢拉下面的线，力缓慢增大，可认为每瞬时力均达到平衡。下面的线中的张力就等于拉力，而球上面的线中的张力等于拉力加重球的重力。显然，在慢慢施加拉力的过程中，球上面的线中的张力首先超过其耐力，因而上面的线先断。

20. 冬天雪地里脏雪颜色深，吸收的光热多，比干净的雪融化地快。

21. 在弹簧秤上挂一个小铁桶，桶内装入一些水，不要太满。这时弹簧秤指到某一刻度，如果将手指插入水中不动，手指不与桶底相接触，那么弹簧秤的示数将增加。这是因

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为手对水有一个浮力的反作用力，向下，其数值等于手指所排开的水的重量。

22. 光缆能够高效传播信息，是利用了全反射原理 。

23. 保险丝串联在电路中，当电流超过一定值时，保险丝发热的温度大于其熔点而自动熔断，切断电源，从而保护用电器和电路。

24. 油罐车行驶时为了将产生的静电及时导入地下,防止静电的积累引起爆炸，常拖着一条铁链。

25. 放映幻灯时，为了在屏幕上得到更大的正立像，应将幻灯机与屏幕之间的距离调远些，同时将幻灯片与镜头之间的距离调近些，幻灯片应倒插。

26. 在无其它光源的情况下，舞台追光灯发出的红色光照在穿白上衣、绿裙子的演员身上，请问，在观众看来，演员的着装颜色为上红、下黑，物体的视觉颜色由其反射的色光决定。白色的物体对所有的色光都反射所以看到是白的，题中绿裙子应该反射绿色而吸收其它色光，所以红光被吸收了，没有色光反射到我们的眼睛，所以我们看到演员的裙子是黑色的。

27. 因为太阳、月亮处在不同位置对潮水的引力叠加后效果不同，使潮汐既有大潮又有小潮。

28. 汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜而不是平面镜或凹镜，是利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点，使看到的实物小，观察范围更大，而保证行车安全。

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29. 听自已从录音机里放出来的声音听起来感到陌生，是因为自已听到的自己的声音是骨传导和空气传导的复合.

30. 由于声音在固体中传播速度比气体、液体中都快，中国古代沈括在他的梦溪笔谈中就已提到士兵晚上睡觉枕着牛皮鼓可及早发现来袭敌人。

31. 雨后的空气中悬浮着很多水滴，阳光射到上面发生色散，呈现出白光的七种不同颜色。因而美丽的彩虹总在雨过天晴时出现。

32. 冬天，医生检查牙齿时，常把小镜子放在酒精灯上适当烤一烤，然后再伸进口腔内。这样做的主要目的是镜面不会产生水雾，可以看清牙齿.

33. 登山时上身稍向前倾，如果把重物放在背囊底部，则重力的作用线常通过人体的脚跟之后，这样，登山时总会觉得有个人把我们向后拉扯，产生后翻的力矩，很不舒服。反之，把重物放在背囊的顶部，则重力的作用线在脚跟范围内，走起来就稳定和舒服。此外，背囊要尽量靠贴背部。

34. 两个喇叭发出的声波相互干涉，形成加强区和减弱区。因而在校园中散步时，我们常常会发现，走几步会听到广播的声音变小了，再走几步又变大了。

35. 热油的温度高于水的沸点100℃，当水滴在油中，水的密度比油的密度大，沉入油中并迅速沸腾，会把热油溅起来，并发生爆裂声。油滴入沸水中时，油的密度比水小，漂浮在水面上，不会发生激烈的汽化现象。

36. 从高处落下的薄纸片，即使无风，纸片下落的路线也曲折多变。这是由于纸片各

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部分凸凹不同，形状备异，因而在下落过程中，其表面各处的气流速度不同，根据流体力学原理，流速大，压强小，致使纸片上各处受空气作用力不均匀，且随纸片运动情况的变化而变化，所以纸片不断翻滚，曲折下落。

37. 洗衣机的甩干桶在正常高速旋转时，转动往往是很平稳的，但是当甩干桶转速逐渐减小，将要停下来的一段时间内，洗衣机往往会较为剧烈的晃动，最后才停下来，这是因为洗衣机甩干桶在旋转时就会给机体一个周期性的策动力，高速旋转时，这个策动力频率远高于洗衣机机体的固有频率，所以机体振动轻微；甩干桶转速逐渐减小时，对机体的策动力频率也逐渐减小，当接近停止时，策动力频率便接近和等于机体的固有频率，这时机体发生“共振”，所以晃动特别剧烈。

38. 夜间行山路，手持电筒比戴头灯照明好这是因为头灯的光线从接近眼睛的位置发出，因此灯光照射不到的阴影区，眼睛也看不到，于是，眼前“前途一圈光明”，而察觉不到石头或凹坑，而电筒灯光发出的位置比眼睛低的多，所以光线照射不到的阴影区，眼睛却能看到，于是地上石头拖着长影，而低洼看起来亦与凸出的石头有很大的分别，地面看起来十分立体，崎岖情况一目了然。

39. 我们都吹过肥皂泡，肥皂泡是先向上飘后下降，这是因为在开始的时候，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，根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。随着上升过程的开始和时间的推移，肥皂泡内、外气体发生热交换，内部气体温度下降，因热胀冷缩，肥皂泡体积逐步减小，它受到的外界空气的浮力也会逐步变小，而其受到的重力不变，这样，当重力大于浮力时，肥皂泡就会下降。

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40. 在游泳池的水下，仰望水面，水面像水银一样反光。

41. 彩色电视荧光屏上的彩色是红、绿、蓝3种光合成的。

42. 湖面漂浮着一条船，船里有许多块石头，现在把石头拿出来，丢进水里，湖水水面会下降。水桶里装着水及大量的冰块，冰块触到桶底，冰融化以后，桶内的液面高于原来的液面。

43. 在一个密闭的屋子里，用正在工作的电冰箱降低室内平均温度正确的做法是拔掉电源，打开电冰箱的门。

44. 舀一勺海水看看，海水就像自来水一样，是无色透明的，但大海看上去却是蓝的，这是因为当太阳光照射到大海上，红光、橙光这些波长较长的光，能绕过一切阻碍，勇往直前。而像蓝光、紫光这些波长较短的光，大部分一遇到海水的阻碍就纷纷散射到周围去了，或者干脆被反射回来了。我们看到的就是这部分被散射或被反射出来的光。海水越深，被散射和反射的蓝光就越多，所以，大海看上去总是碧蓝碧蓝的。

45. 大气臭氧层之所以被称为“地球的保护伞”是因为它可以.吸收阳光中的紫外线.

46. 冬天下雪后，为了融雪要在马路上撒盐，因为盐和冰混合后融点降低.

47. 一架抽水机，理论上最多能把10米深的水抽到地面抽水是由于大气压力，大气压只能把水提高10米。

48. 油条比油饼更蓬松好吃的原因是它们的形状不同，油条是由两根面条粘在一起组成的，入油后，相粘的部分不会被油炸硬，因此有膨胀的机会，油饼的外表面被炸硬，不

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能充分膨胀。

49. 把手放在100℃的热空气里不会烫伤，因为汗水的蒸发可以降低皮肤的温度。

50. 水滴掉在两块铁板上，温热的铁板比灼热的蒸发得快，因为灼热的铁板会在水滴周围形成蒸汽层包裹水滴，使水滴的蒸发变慢。

51. 在封闭不透光的盒上挖的一个小洞，黑色的丝绒 ，月光下的墨滴三者中，前者看起来最黑，因为光线进入盒子的小孔后，在里面不断反射，很少有再射出的机会。

52. 我国发射的神舟六号飞船的返回舱表面有一层叫“烧蚀层”的材料，它在气化时能吸收大量的热，可以在返回大气层保护返回舱不被高温烧毁。

53. 晴朗夏夜，我们仰望星空时会发现星星都在不停地闪烁，请问这是因为大气密度分布不稳定，使得星光经过大气层后的折射光线随大气密度而时时变化。

54. 炎热夏天里，当你走在晒得滚烫的柏油路时，刚好来了一辆洒水车向地面洒水，这时你却感觉到更加的闷热难耐，请问这是因为水蒸发时把地面的热量带到了人的身上。

55. 节日放焰火时，焰火弹在高空爆炸开来形成绚丽多彩的礼花，炸开后下落过程中礼花在空中是以爆炸点为中心半径不断增大的球形。爆炸瞬间，爆炸力远大于重力，可以看为一个动量守恒过程，礼花的各个碎片都具有相等的速率，又由于每个碎片受到的重力加速度是一样的，所以碎片能保持爆炸时的球形不变。

56. 两个完全相同的玻璃瓶，一个装满沙，另一个装满水，放在同一斜面上滑下，到达底端时装满沙的滚得快。由于水在瓶子里可以流动相摩擦损失机械能，而装满的沙子在

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瓶子里很难移动，没有摩擦，机械能损失至微，从能量守恒的观点知应是装沙子的瓶子滚得快。

第二章 民谚俗语中的物理知识

在日常生活中，我们经常会接触到一些民谚、俗语，这些民谚、俗语蕴含着丰富的物理知识，我们平时如果注意分析、了解一些民谚、俗语，就可以在实际生活中深化知识，活化知识，对培养我们分析问题、解决问题的能力是大有帮助的。

下面列举几例：

1、小小称砣压千斤——根据杠杆平衡原理，如果动力臂是阻力臂的几分之一，则动力就是阻力的几倍。如果称砣的力臂很大，那么\"一两拨千斤\"是完全可能的。

2、破镜不能重圆——当分子间的距离较大时（大于几百埃），分子间的引力很小，几乎为零，所以破镜很难重圆。

3、摘不着的是镜中月 捞不着的是水中花——平面镜成的像为虚像。

4、人心齐，泰山移——如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各个分力的大小之和。

5、麻绳提豆腐--提不起来——在压力一定时，如果受力面积小，则压强就大。

6、真金不怕火来炼，真理不怕争辩——从金的熔点来看，虽不是最高的，但也有1068℃，而一般火焰的温度为800℃左右，由于火焰的温度小于金的熔点，所以金不能熔

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化。

7、月晕而风，础润而雨——大风来临时，高空中气温迅速下降，水蒸气凝结成小水滴，这些小水滴相当于许多三棱镜，月光通过这些\"三棱镜\"发生色散，形成彩色的月晕，故有 \"月晕而风\"之说。

础润即地面反潮，大雨来临之前，空气湿度较大，地面温度较低，靠近地面的水汽遇冷凝聚为小水珠，另外，地面含有的盐分容易吸附潮湿的水汽，故地面反潮预示大雨将至。

8、长啸一声，山鸣谷应——人在崇山峻岭中长啸一声，声音通过多次反射，可以形成洪亮的回音，经久不息，似乎山在狂呼，谷在回音。

9、但闻其声，不见其人——波在传播的过程中，当障碍物的尺寸小于波长时，可以发生明显的衍射。一般围墙的高度为几米，声波的波长比围墙的高度要大，所以，它能绕过高墙，使墙外的人听到；而光波的波长较短（10-6米左右），远小于高墙尺寸，所以人身上发出的光线不能衍射到墙外，墙外的人就无法看到墙内人。

10、开水不响，响水不开——水沸腾之前，由于对流，水内气泡一边上升，一边上下振动，大部分气泡在水内压力下破裂，其破裂声和振动声又与容器产生共鸣，所以声音很大。水沸腾后，上下等温，气泡体积增大，在浮力作用下一直升到水面才破裂开来，因而响声比较小。

11、猪八戒照镜子--里外不是人——根据平面镜成像的规律，平面镜所成的像大小相等，物像对称，因此猪八戒看到的像和自已\"一模一样\"，仍然是个猪像，自然就\"里外不是人了\"。

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12、水火不相容——物质燃烧，必须达到着火点，由于水的比热大，水与火接触可大量吸收热量，至使着火物温度降低；同时汽化后的水蒸气包围在燃烧的物体外面，使得物体不可能和空气接触，而没有了空气，燃烧就不能进行。

13、洞中方一日，世上已千年——根据爱因斯坦的相对论，在接近光速的宇宙飞船中航行，时间的流逝会比地球上慢得多，在这个\"洞中\"生活几天，则地球上已渡过了几年，几十年，甚至几百年，几千年。

14、千里眼，顺风耳——人们利用电磁波传送声音和图像信号，使古代神话中的\"千里眼，顺风耳\"变为现实。并且人类的视野已远远超过了\"千里\"。

15、坐地日行八万里——由于地球的半径为6370千米，地球每转一圈，其表面上的物体\"走\"的路程约为40003.6千米，约8万里。这是吟出的诗词，它还科学的揭示了运动和静止关系——运动是绝对的，静止总是相对参照物而言的。

16、釜底抽薪——液体沸腾有两个条件：一是达到沸点，二是继续吸热。如果\"抽薪\"以后，便能制止液体沸腾。

17、墙内开花墙外香——由于分了在不停的做无规则的运动，墙内的花香就会扩散到墙外。

18、坐井观天 所见甚少——由于光沿直线传播，由几何作图知识可知，青蛙的视野将很小。

19、如坐针毡——由压强公式可知，当压力一定时，如果受力面积越小，则压强越大。

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人坐在这样的毡子上就会感觉极不舒服。

20、瑞雪照丰年——下到地上的雪有许多松散的空隙，里面充满着不流动的空气，是热的不良导体，当它覆盖在农作物上时，可以很好的防止热传导和空气对流，因此能起到保温作用。

21、霜前冷，雪后寒——在深秋的夜晚，地面附近的空气温度骤然变冷（温度低于0℃以下），空气中的水蒸气凝华成小冰晶，附着在地面上形成霜，所以有\"霜前冷\"的感觉。雪熔化时要需吸收热量，使空气的温度降低，所以我们有\"雪后寒\"的感觉。

22、一滴水可见太阳，一件事可见精神——一滴水相当于一个凸透镜，根据凸透镜成像的规律，透过一滴水可以有太阳的像，小中见大。

23、鸡蛋碰石头——自不量力——鸡蛋碰石头，虽然力的大小相同，但每个物体所能承受的压强一定，超过这个限度，物体就可能被损坏。鸡蛋能承受的压强小，所以鸡蛋将破裂。

24、纸里包不住火——纸达到燃点就会燃烧。

25、有麝自然香，何须迎风扬——气体的扩散现象。

26、玉不琢不成器——玉石没有研磨之前，其表面凸凹不平，光线发生漫反射，玉石研磨以后，其表面平滑，光线发生镜面反射。

27、扇子有凉风，宜夏不宜冬——夏天扇扇子时，加快了空气的流动，使人体表面的汗液蒸发加快，由于蒸发吸热，所以人感到凉快。

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28、人往高处走，水往低处流——水往低处流是自然界中的一条客观规律，原因是水受重力影响由高处流向低处

29、水缸出汗，不用挑担——水缸中的水由于蒸发，水面以下部分温度比空气温度低，空气中的水蒸气遇到温度较低的外表面就产生了液化现象，水珠附在水缸外面.晴天时由于空气中水蒸气含量少，虽然也会在水缸外表面液化，但微量的液化很快又蒸发了，不能形成水珠.而如果空气潮湿，水蒸发就很慢，水缸外表面的液化大于汽化，就有水珠出现了.空气中水蒸气含量大，降雨的可能性大，当然不需要挑水浇地了。

30、下雪不寒化雪寒——雪是高空中的水蒸气凝华或水滴凝固形成的，凝华、凝固都是放热过程，化雪是融化过程，要吸热。

31、雪落高山，霜降平原——下雪天，高山气温低于山下平地气温，下到高山的雪不易融化，而下到平地的雪易及时融化.所以下同样的雪，高山上比平地多.霜是地面上的水蒸气遇冷凝华的结果，山下平地表面上的水蒸气比高山上多，故平地易形成霜，而高山不易形成霜。

32、冰冻三尺，非一日之寒——水的温度在0℃～4℃之间是热缩冷胀，4℃时水的密度最大.当整个水温都降到4℃时，水的对流停止.气温继续下降时，上层水温降到 4℃以下，密度减小不再下沉，底层水温仍保持4℃，上层水温降到0℃并继续放热时，水面开始结冰.由于水和冰是热的不良导体，光滑明亮的冰面又能防止幅射，因此，热传递的三种方式都不易进行，冰下的水放热极为缓慢，结成厚厚的冰，当然需要很长时间的天寒。

33、火场之旁，必有风生——火场附近的空气受热膨胀上升，远处的冷空气必将来填充，冷热空气的流动形成风。

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34、一石击破水中天——平静的水面如一块平面镜，可看到天的像，石块投入水中破坏了平静的水面，形成层层水波，水中天的像也就被击破了。

35、瞎子点灯白费蜡——人们能看到世上万事万物，是因为太阳光或用来照明的光照射在物体上被物体反射后的光线进入人眼，反射光线进入不了瞎子眼中，所以瞎子看不见物体。

36、早虹雨滴滴，晚虹晒脸皮——我国的降雨云大都是由西向东移动的，早晨看到的虹，是东方射来的太阳光照在西方的天空降雨层的水滴上形成的西虹，显然，西虹是本地天气将要降雨的预示.相反，傍晚看到的虹是西方射来的阳光照在东方天空降雨层的水滴上而形成的东虹，它预示着西方天空已没有降雨云了，天气必然是晴朗的。

37、朝霞不出门，晚霞走千里——(参考上则)

38、虹高日头低，早晚披蓑衣——当“日头低”时，太阳光线和地平线是非常接近的，这时出现虹，虹心必然亦接近地平线，在地面上可以看到虹的半个圆弧.若此时空气中水滴很多，分布的空间很广，那么除了可以看到虹外，还可以看到霓，霓顶的半圆弧比虹高且接近天顶，也预示着降雨云已经移近天顶，本地很快就有暴雨下降。

39、照相的底片——颠倒黑白——照相机是应用物体放在凸透镜两倍焦距以外，成倒立缩小的实像原理制成的，故照相底片上的像与人是颠倒的.底片上涂有感光剂，人照相时，由于浅色部位反射光的能力强，反射光进入相机的暗箱与底片上的感光剂发生了光化作用，而深色部位由于吸收光的能力强，只有很少的反射光射入底片.这样浅色部位在胶片上感光强，深色部位感光弱.胶片冲洗时，感光弱的部位的感光剂基本冲洗掉，所以呈浅色，而感光强的部位由于发生了光化反应冲不掉，所以呈深色。

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40、磨刀不误砍柴工——减小受压面积增大压强

41、鸡蛋碰石头——自不量力——鸡蛋碰石头，虽然力的大小相同，但每个物体所能承受的压强一定，超过这个限度，物体就可能被损坏。鸡蛋能承受的压强小，所以鸡蛋将破裂。

42、一只巴掌拍不响——力是物体对物体的作用，一只巴掌要么拍另一只巴掌，要么拍在其它物体上才能产生力的作用，才能拍响。

43、四两拨千斤——杠杆的平衡条件，增大动力臂与阻力臂的比，只需用较小的动力就能撬起很重的物体。

44、水银落地——无孔不入——水银的密度大于组成地面各物质的密度，水银又具有流动性，故它总是沉在其它物质的下面。

45、泥鳅黄鳝交朋友——滑头对滑头——泥鳅黄鳝的表面都光滑且润滑，摩擦力小。

46、鸡蛋碰石头——完蛋——蛋壳承受的压强远小于石头能承受的压强，鸡蛋碰石头，鸡蛋先破。

47、大船漏水——有进无出——液体内部存在压强，船破后，船外的水被压进船内，直到船内外水面相平，此刻船内的水也不会向外流。

48、水上的葫芦——沉不下去——葫芦的密度小于水的密度，故只能漂浮在水面上。

第三章诗文中的物理

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你读过这些诗句吗？它们肯定曾给你留下过深刻的印象：①“举杯邀明月，对饮成三人”；②“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”；③“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”、“黄河远上白云间”、“八有秋高风怒号，卷我屋上三重茅”；④“居高声自远，非是籍秋风”；⑤“月亮在白莲花般的云朵里穿行”。现在站我们从物理学的角度研究下下这些诗句，发现它们分别描述了：①平面镜成像；②地球不停地自转和公转（运动的相对性）；③庐山瀑布水和黄河水以及流动的空气蕴含着大量的机械能；④声源的位置声音传播的距

离；⑤机械运动的相对性。

从上面的各例可以看出，许多诗文辞句可以与物理知识联系起来，编成问答题，在巩

固我们物理知识的同时，又能考查我们的人文素养与能力。

比如：“我国古书《考灵曜》中记述：‘人在舟中闭牖（窗）而坐，舟行而人不觉。’请解释其中原因。”题中虽引用古文，但其意浅显，它生动地说明了描述物体机械运动必须有合适的参照物。给这样的题目作答，既能领略古人作文时的洞察力，又让人对古人掌

握自然知识的能力而折服。

又如“我国古代启蒙读本之一的《千字文》中说‘云腾致雨，露结为霜’你赞成其‘露结为霜’的说法吗？为什么？”此题既要求正确区别液化、凝固与凝华现象，又启示我们

对古代文化遗产应持正确的继承观。

巧妙地融理于文，还能增强文章的表现力，给读者以意料之外的作文技巧的教益。鲪，鲁迅先生在他的小说《社戏》中去赵庄看戏行船途中的一段描述：“两岸起伏的连山仿佛踊跃的铁的兽脊似的都远远地向船尾跑去了。”不正是运用了“运动的相对性”来衬托“我”看戏的急切心理吗？课文《挑山工》中描述挑山工们上山时走“Z”字形路线，恰恰

为我们学习“斜面”的知识打下了伏笔

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第四章 自行车上的物理知识

你知道自行车上有哪些物理知识吗？下面我们来看一看。

1、自行车上的摩擦知识。①自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹

摩擦力的大小跟两个因素有关：压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大，摩擦力越大；接触面越粗糙，摩擦力越大。自行车外胎有凸凹不平的花纹，这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度，来增大摩擦力的，其目的是为了防止自行车打滑。

②自行车为什么能前进？当我们骑在自行车上时，由于人和自行车对地面有压力，轮胎和地面之间不光滑，因此自行车与路面之间有摩擦，不过，要问自行车为何能前进？这还是依靠后轮与地面之间的摩擦而产生的，这个摩擦力的方向是向前的。那前轮的摩擦力是干什么的？阻碍车的运动！其方向与自行车前进方向相反。正是这两个力大小相等，方向相反，所以自行车作匀速运动。不过，当人们在地上推自行车前进时，前轮和后轮的摩擦力方向都向后。那谁和这两个力平衡呢？脚对地面的摩擦力向前！

③刹车以后，自行车为何能停止？刹车时，刹皮与车圈间的摩擦力，会阻碍后轮的转动。手的压力越大，刹皮对车圈的压力就越大，产生的摩擦力也就越大，后轮就转动的越慢。如果完全刹死，这时后轮与地面之间的摩擦就变为滑动摩擦力（原来为滚动摩擦，方向向前），方向向后，阻碍了自行车的运动，因此就停下来了。

④自行车哪些地方安有？为什么安？在自行车的前轴、中轴、后轴、车把转动处，脚蹬转动处等地方，都安有。人们骑自行车总是希望轻松、灵活、省力。而用滚动代替滑动就可以大大减小摩擦力，因此要在自行车转动的地方安装，我们可以经

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常加润滑油，使接触面彼此离开，这样就可以使摩擦力变得更小。

2、自行车上的杠杆、轮轴、减振知识。

①自行车上的杠杆

A、控制前轮转向的杠杆：自行车的车把，是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。

B、控制刹车闸的杠杆：车把上的闸把是省力杠杆，人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上。

②自行车上的轮轴

A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴（脚蹬半径大于花盘齿轮半径）。B、自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴（手把转动的半径大于前叉轴的半径）。C、后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴（齿轮半径小于后轮半径）。

③弹簧的减震作用。

车的座垫下安有许多根弹簧，利用它的缓冲作用以减小震动。

3、自行车上的气压知识。

自行车内胎充气：早期的各种轮子都是木轮、铁轮，颠簸不已。现代自行车使用充气内胎主要是使胎内的压强增大，可以起到缓冲的作用，同时可以减小自行车前进的阻力。

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气门芯的作用：充气内胎上的气门芯，起着单向阀门的作用，只让气体进入，不让气体外漏，方便进气，保证充气内胎的密封。

4、自行车上光学知识。

自行车上的红色尾灯，不能自行发光，但是到了晚上却可以提醒司机注意，因为自行车的尾灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的，而每一个“小室”是由三个约成90度的反射面组成的。这样在晚上时，当后面汽车的灯光射到自行车尾灯上，就会产生反射光，由于红色醒目，就可以引起司机的注意。

5．功、机械能的知识运用

(1)根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，常骑“S形”路线就是这个道理。

(2)动能和重力势能的相互转化。如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势能。而骑车下坡，不用蹬，车速也越来越快，此为势能转化为动能。

6．惯性定律的运用

快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，根据惯性定律，人和后轮要保持继续向前的运动状态，所以后轮会跳起来。切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！

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电动车控制器

7．压强知识的应用

(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。

(2)座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车不易感到疲劳。

第五章电动车中的物理知识

1、电动自行车的种类和结构

电动自行车可分为全电动和智能助动型两大类。

⑴全电动自行车：可以脚踏骑行，也可以无须借助人力，而靠纯电力驱动，利用手把控制速度，实现0 -20公里/小时的无级变速。

⑵智能助动型电动自行车：具有与普通自行车相似的操作方式，可以人力骑行，也可以电力助动，没有纯电动功能。其以人力为主，电力为辅，由人力骑行力的大小，控制电流供应的大小，实现人力与电力的组合，骑行感觉轻松。当达到设计速度时，电力停止供应。

2、电动自行车的基本构成

电动自行车由车体、电驱动装置（电机）、可充电电池、充电器和控制系统五大部分组

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成。不同种类的车，其电池置放位置、控制器形式等有所不同。

⑴车体：由于国家标准规定电动自行车的电驱动方式大体上有三类：

①摩擦传动式：由电机转轴上的靠轮直接加载于车轮胎，靠摩擦传动。其优点是结构简单，成本低，但是轮胎磨损大，雨季容易打滑。

②中轴驱动式：车架中轴处经特殊设计安放电机，通过减速机构带动中轴，再由中轴通过链条带动后轮。其优点是电机重心合理，并能利用自行车减速系统换档，但机械损耗较大。

③电动轮毂式：电机安装在车轮的轮毂里，可装在前轮或后轮，轮毂由辐条与车圈连接，直接带动车轮转动。其优点是体积小、重量轻、能耗低、效率比较高，但电机散热和传动齿轮润滑较困难。目前国内电动自行车大多是这种方式。

电机分为无刷电机和有刷电机两类。无刷电机主要是低速大力矩电机，没有传动齿轮，避免了机械磨损，运行中几乎没有噪音，但无刷电机启动电流冲击较大，控制系统结构复杂，轮毂有刷电机采用先进技术，提高了电刷寿命，电机效率较高，控制系统电子线路简单。

⑶可充电电池：用于电动自行车的电池主要有三类，即小型密封式维护铅酸蓄电池，镍镉电池和镍氢电池。小型密封式免维护铅酸电池使用成本低、容量大，被国内企业普遍采用。

⑷充电器：充电器设计采用恒流、恒压、浮充三阶段自动转换方式，对电池产生保护，

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有效地延长电池寿命。

⑸控制系统：控制系统设计有多项保护功能，如电量显示、无级调速、软启动、欠压保护、过流保护和刹车断电等。保护电机和电池，可使电流有效地输出，产生所需动力，又不烧坏电机。目前国内开发的电动自行车，大多是以手动调速把手来自行决定电力供给方式

3、电动车电机的有刷无刷之分

从目前行业内普遍使用情况看，主要有两种电机：高效稀土永磁有刷电机与高效稀土永磁无刷电机目前市场上大多数电动自行车还停留在有刷电机阶段。有刷电机采用机械换向，对控制系统的技术要求较低，相对成本低于无刷电机，有刷电机的起动力矩略大于无刷电机。但致命的弱点是：寿命短、噪声大、效率低。它长期使用碳刷磨损严重，较易损坏。同时磨损产生了大量的碳粉尘，这些粉尘落下齿轮油中，使齿轮油加速干涸，电机噪声进一步增大。有刷电机使用到一年左右就需要更换内碳刷，你会发现充电一次行驶的里程不及新车买来时的三分之二，而且爬坡时动力不足， 还会烧坏控制器。这是因为电机更换碳刷后，换向器也被磨出了一条凹槽，使碳刷接触面积减少，接触不良的碳刷通电后会产生火花并加快氧化换向器和铜片，导致上述不良现象。

无刷电机以电子换向取代机械换向，技术上要优于有刷电机。由于无刷电机没有齿轮或减速装置，减少了电机磨损的不可靠性。它的效率在一定电流范围内比有刷电机效率高。无刷电机行驶起来几乎没有噪声，且寿命长达10年以上。据于两者比较，无刷电机要优于有刷电机。目前，已有一些电动自行车生产厂原先用有刷电机现改用了无刷电机。无刷电机肯定是今后电动自行车的发展方向.

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第六章 汽车上的物理知识

一、力学方面

1、汽车的底盘质量都较大，这样可以降低汽车的重心，增加汽车行驶时的稳度。

2、汽车的车身设计成流线型，是为了减小汽车行驶时受到的阻力

3、汽车前进的动力——地面对主动轮的摩擦力（主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向相反）

4、汽车在平直路面匀速前进时——牵引力与阻力互相平衡，汽车所受重力与地面的支持力平衡

5、汽车拐弯时：①司机要打方向盘——力是改变物体运动状态的原因；②乘客会向拐弯的反方向倾倒——由于乘客具有惯性

6、汽车急刹车（减速）时，①司机踩刹车——力是改变物体运动状态的原因；②乘客会向车行方向倾倒――惯性 ;③司机用较小的力就能刹住车――杠杆原理；④用力踩刹车——增大压力来增大摩擦；⑤急刹车时，车轮与地面的摩擦由滚动变摩擦成滑动摩擦

7、不同用途的汽车的车轮还存在大小和个数的差异——这与汽车对路面的压强大小相关

8、汽车的座椅都设计得既宽且大，这样就减小了对坐车人的压强，使人乘坐舒服

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9、汽车快速行驶时，车的尾部会形成一个低气压区，这是我们常常能在运动的汽车尾部看到卷扬的尘土形成原因

10、交通管理部门要求：①小汽车的司机和前排乘客必须系好安全带——这样可以防止惯性的危害；②严禁车辆超载——不仅仅减小车辆对路面的破坏，还有减小摩擦、惯性等；③严禁车辆超速——防止急刹车时，因反应距离和制动距离过长而造成车祸

11、简单机械的应用：①方向盘、车轮、开窗摇柄等都是轮轴，②调速杆，自动开关门装置是杠杆

12、汽车爬坡时要调为低速：由P=Fv，功率一定时，降低速度，可增大牵引力

13、关于速度路程，时间的计算问题；参照物与运动状态的描述问题

二、声学方面

1、汽车喇叭发声要响，发动机的声音要尽量消除（发动机上装配消音器）――这是在声源处减弱噪声

2、为减轻车辆行驶时的噪声对道旁居民的影响，在道旁设置屏障或植树――可以在传播过程中减弱噪声

3、喇叭发声：电能――机械能

三、热学方面

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1、汽车发动机常用柴油机或汽油机——它们是内燃机——利用内能来做功

2、发动机外装有水套，用循环流动的水帮助发动机散热——水的比热容大

3、冬天，为防冻坏水箱，入夜时要排尽水箱中的水――防止热胀冷缩的危害

4、小汽车的后窗玻璃板中嵌有一道道的电热丝——它可以防止车内形成的雾气附着于玻璃上并凝结

5、刚坐进汽车或有汽车从你身旁驶过时，会闻到浓浓的汽油味——扩散现象

6、空调车车窗玻璃设计成双层的――防止传热

7、环保汽车使用气体燃料，可减小对大气的污染

四、电学方面

1、汽车的发动机常用低压电动机起动：电动机是根据磁场对电流的作用的道理制成的，工作时把电能转化为机械能。

2、汽车电动机（汽车电机）常用车载电瓶（蓄电池）供电，汽车运行过程中可以利用的车轮带动车载发电机发电，给蓄电池充电。给蓄电池充电时，电能转化为化学能储存起来，此时蓄电池是用电器；用蓄电池给电动机供电时，化学能转化为电能，此时蓄电池才是电源

3、车载蓄电池还被用来为汽车上配装的空调、电扇、收录机、CD机及各种用途的电

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灯供电，方便地电能转化为机械能、声能、光能等等

3、油罐车的尾部通常要挂一条铁链直达路面，这样做有利于使运输过程中因颠簸而产生的电荷迅速传到大地上，避免因静电放电而带来灾难

4、车灯发光：电能――光能

五、光学方面

1、汽车旁的观后镜，交叉路口的观察镜用的都是凸面镜，可以开阔视野

2、汽车在夜间行驶时，车内一般不开灯，这样可防止车内乘客在司机前的挡风玻璃上成像，干扰司机正确判断

3、汽车前的挡风玻璃通常都不直立（底盘高大的车除外），这是因为挡风玻璃相当于平面镜车内物体易通过它成像于司机面前，影响司机的判断

4、汽车尾灯灯罩：角反射器可将射来的光线反回，保证后面车辆安全

5、汽车头灯：凹面镜反射原理，近距光灯丝在焦点附近，远距光灯丝在焦点上

第七章 音箱中的物理学知识

音箱又称扬声器箱，主要由扬声器、箱体、分频网络等组成，是以改善音质为目的的扬声器系统。扬声器是利用振膜（纸盆）的振动去推动空气振动而发声的，声波是纵波，在振膜向前推动的瞬间，振膜前的空气由于被压缩而变得密集，即产生所谓密部，振膜后

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面的空气则变得稀疏，即产生疏部；在振膜向后振动的瞬间，前后空气的疏密状况正好相反。从物理专业术语的角度来讲，从扬声器振膜前面和后面所发出来的声音，正好相位相反。在声波低频范围内，其衍射能力很强，后面的声波可能衍射到振膜前方，由于相位相反，在前面某点会产生反相干涉现象而使声波相互抵消而听不到声音的现象，称之为声短路。而高音区即高频声波由于波长较短的缘故，很难发生衍射现象，因此，声短路一般只发生在300HZ以下的低频范围内。而音箱的箱体具有分割前后声波不致使之抵消的作用，而且如果箱体设计适当，还可能发出超过扬声器单元本身的性能。

音箱的结构和形式很多，但最常见的有两种类型，即封闭式音箱和倒相式音箱。

一、封闭式音箱

这种音箱除扬声器口外，其余全部封闭。于是，扬声器纸盆前后被分成两个互不通气的空间。因为这种音箱具有良好的密封性能，因而扬声器后产生的声波很难发生衍射，从而有效消除了由于声波的干涉所引起的声短路现象。但这种音箱也存在明显的缺点──由于箱体密闭，纸盆的振动会引起箱内空气反复压缩和膨胀，因此箱体的材料必须具有足够的强度，否则会产生板的振动而影响性能。

另外，封闭式音箱的纸盆后面是一个不大的密闭空间，这一空间的空气会对纸盆的振动产生驱动力，类似于纸盆后串接一根弹簧，从而使扬声器共振频率提高，此弹力变化较复杂，所以增加了设计的难度。

二、倒相式音箱

在封闭箱的前面板上开一个附加的出音孔（又叫倒相孔），并在倒相孔后安装一个导声

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管（倒相管），便构成了倒相式音箱。倒相管内的空气的作用与纸盆类似，形成一个附加的声辐射器，通过合理设计倒相孔的大小，使箱内空气和倒相孔内空气发生共振，将声波的相位倒转180°，这样从纸盆后面反射的声波与通过倒相孔辐射出来的声波与前面的声波发生叠加。当音箱的共振频率等于或稍低于扬声器的共振频率时，倒相孔辐射的声波与纸盆前面辐射的声波呈同相叠加，即同相干涉，从而加强了低频辐射。

倒相式音箱与封闭式音箱相比，具有明显的优点：

1．在封闭式音箱中，纸盆向后辐射的声波被完全吸收，因而有近二分之一的辐射功率被白白损耗。而倒相式音箱则充分利用了扬声器的后辐射声波，因而大大提高了低频辐射的声压级，扩展了低频重放的下限频率。

2．封闭式音箱在其共振频率附近音盆振幅最大，故由定心支片等的非线性位移也最大。但倒相式音箱由于倒相孔空气质量的声阻，在共振频率附近音盆的振幅却最小，使非线性失真也减至最小。

3．倒相式音箱的容积可以比封闭式音箱小，在相同的低频重放下限频率的条件下，倒相式音箱由于其原理上的优势使得其体积大约为封闭式音箱的60～70%。

由于上述原因，倒相式音箱被广泛应用于剧场、影院、专业监听音箱中，也广泛用于高质量的组合音响中。但倒相式音箱的缺点也不容忽视，例如它在音箱谐振频率以下的低频带的辐射声压级比封闭式音箱衰减快，容易产生低频“轰隆”声，设计和结构比较复杂。

高保真放声的频率范围要求40～16000HZ，使用单只扬声器重放整个频率范围的声音是十分困难的，在技术实践上几乎不可能做到。因此，高保真音箱通常不只是单只扬声

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器音箱，而是组合音箱，即采用几只扬声器单元的组合方式，每只单元工作在不同频率范围以给出均匀的频率特性和指向特性。将扬声器系统的整个频率范围划分成几个频带就是依靠分频网络（分频器）来完成的。

分频器是利用一般是利用电阻R、电感L、电容C组成。我们知道电感线圈低频阻抗小，故低频信号容易通过，而高频信号难以通过，即具有所谓“通低频阻高频”的特性；而电容器则相反，频率低时阻抗大，故低频信号难以通过，高频信号容易通过，即具有所谓“通高频阻低频”的特性。故在输入信号过程中，选用不同自感系数和电容的电感线圈和电容器串联或并联在功率放大器之前或之后组成分频网络，将高、中、低频信号从混合音频信号中进行筛选和分离，输入不同的扬声器中，便能实现频率的分离和重放，从而重放出不同频率成分的声音，成为高质量的放声系统。

第八章 身边的物理现象

人靠什么走路

在平坦的马路上，谁都可以迈开大步向前走。一个健康的人，走路并不是什么难事，因而也没有想过人是靠什么走路的。听了这个问题，有的人会觉得好笑。人只要有气力，抬腿，迈步，不就可以往前走了吗？而事实上，问题并不那么简单。请你试一个动作：挺直身体，背贴着墙站在地上。把一只脚抬起来，向前迈步，只要身体不离开墙壁，这只脚是跨不出去的。如果抬起来的脚向前迈出去一步，那末，回头一望，身体已经离开墙壁。 这说明，身体向前移动了。人身体向前移动的时候，一定依靠了一种外力。或者说，是这种力推着人前进的。如果这种外力比较小，走路就会遇到困难，比如，在光滑的冰面上，人们就不敢迈大步，而只能小心翼翼地挪动双脚。现在，请你回答，后脚蹬了一下地。从物理的角度来分析，那是人体给了地面一个向后的力，与此同时，地面也给了人体一个向前

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的力。正是这个力把人体向前推了一下。 脚蹬地面，这是作用力；地面给人体一个向前的力，这作用力表现为摩擦力。这两个力正好相等，因此，我们走路并不觉得困难。可是，人在冰面上走，冰面过于光滑，给人的摩擦力要小得多。这样，如果你仍然像在地面上走路那样使劲，向后蹬的力与摩擦力不平衡，后脚要向后滑，人就会跌跤。

为什么拉车比推车省力？

手推车，使用方便，既可以推又可以拉。推和拉的用力方向跟水平线的夹角一样，是推车省力还是拉车省力？省力不省力，主要看车轮受到的阻力有多大。因为克服了阻力，车子才能前进。在地面条件相同的情况下，车轮对地面的压力越大，阻力越大，阻力大就费劲。反过来，压力小，阻力小，省力。推车的时候，用力的方向指向斜下方，它产生两个效果：一个分力向前，用来克服阻力，使车匀速前进；另一个分力竖真向下，加大了车对地面的压力，使阻力加大。拉车的时候，用力的方向指向斜上方，也产生两个分力；一个向前用来克服阻力；另一个竖直向上，减小了车对地面的压力，使阻力减小。因此，拉车的时候，需要克服的阻力小，也就省力一些。

挑重担的人走路为什么像小跑步

人在步行的时候，是左右脚交替着向前的，如果说得正确些，人的步行可以认为是一个接替一个跌倒动作。人在站立不动的时候，从人体重心引下的垂直线，总是在两脚形成的面积里，这叫做处于站立时的平衡状态。人在起步向前的时候，总是身体先向前倾，使从人体重心引下的垂直线越出底面，形成向前倾跌的趋势，接着立刻把后脚跨向前来维持新的平衡。所以我们说，一步一步地向前走，就是作一次一次的向前倾跌。这种倾跌趋势，跟人体的重量和跨出步子的大小是有关的。向前倾跌的趋势越厉害，迈出的那只脚，在着地时与地面冲击得越重，这样不但人要感到吃力，步子也不容易跨稳。挑着重担走路，等

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于人体的重量突然增加了许多，向前移步时的倾跌趋势就很厉害。缩小跨出的步子，可以适当减小这种倾倒趋势；迅速迈出后脚，可以防止真的跌倒。因此挑重担的人，走路的步子总是又小又急，这就成了小跑步了。还有，挑重担时步子短促，可以使速度均匀，这样担子也可以匀速地跟着人向前移动。如果步子又大又慢，担子就产生摆而不好挑了。

为什么灌满水的瓶子不易破？

有两个相同的玻璃瓶，一个空着，一个灌满了水，同时从相同的高度落到地面上，哪个瓶子容易破？一般说重的瓶子容易破。可是，当瓶子灌满水后，瓶子里的水还有另外一个作用，能减少瓶子的形变，反而使瓶子不容易破了。玻璃瓶破裂，大多是由于形变引起的。空瓶子落地，地对瓶子产生一个压力，瓶子从外向里形变，终于破裂。瓶子装满水，由于水是不可压缩的，从而减少了形变，使得瓶子不易破裂。瓶子里装满水，再拧紧瓶盖，就更不容易摔破了。

我们吸汽水是\"吸\"上来的吗？

我们用吸管吸汽水，总以为是嘴把汽水吸上来的。其实不是，用嘴吸，只吸走了吸管中的空气，至于汽水嘛，那是大气把它压到嘴里去的。原来，吸管中的空气被吸走后，管里面的汽水受到空气的压强变小，而瓶子里（吸管外）的汽水受到的压强是大气压强，这两个压强是不相等的，大气压强较大，就会把汽水压到嘴里去了。如果汽水瓶口盖一个塞紧了的软木塞，木塞中插着一根玻璃管，那末，你从玻璃管里吸汽水，至多能吸上一两口，就再也吸不到瓶里的汽水了。这个道理也简单，因为瓶外的大气无法进入汽水瓶，大气也就无法把汽水压到嘴里去了。不拔掉瓶塞，还能喝到汽水吗？虽然吸不上来，但能不能吹上来？对着玻璃管向瓶子里吹气是个办法。吹气，增加瓶内的气体，增加了瓶内气体的压强。瓶内的气体压强变大以后，就会把汽水从玻璃管里压出来，这时，只要嘴不离开玻璃

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管，就能喝到汽水。往瓶里吹气越多，压强增加得越多，就可以顺利地喝到汽水。喝掉一些汽水以后，瓶内的气体体积变大、压强降低，就喝不到汽水了。再吹气，又能继续喝到汽水。

第九章 力学中的平衡

从不倒翁搬不倒说起

书桌上放着一个不倒翁，浑圆的身体，一张笑咪的脸，书读累了，你会去逗它一下，把它推倒了，可它马上又笑嘻嘻地站起来，好倔强的脾气。不倒翁告诉我们一个非常有用的物理知识，就是物体怎样才能平衡。放在地上的凳子，摆在桌面上的台灯都处于静止状态，在物理学上就叫做平衡，但是同学们是否注意到，同样是处于平衡状态的物体：一本书竖在桌子上，轻轻地用手一推，啪地一声便倒在桌子上，而不倒翁推倒了却一下又能站起来。

这就是说，平衡里也有不同：一件东西立在那儿，轻轻地推一下，它晃了几晃又重新立稳，这种平衡叫稳定平衡；如果轻轻地一碰就倒，叫做不稳定平衡，不倒翁是稳定平衡，立在桌面上的书本、铅笔等是不稳定平衡。

不倒翁不倒的秘密在于它肚子底下的那个大泥坨，使不倒翁和桌子之间有一个很大的支持面，泥坨还使它的重心降得很低，所以特别稳定，倒了还能自己再站起来，站立在桌面上的书则不同，它的支持面非常狭窄，重心又很高，所以一碰就倒，因此，看一个物体稳定和不稳定有两个条件：一个条件是支持物体的面积的大小，还有一个条件是物体重心的高低。

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走钢丝的杂技节目很惊险，是由于观众总害怕演员摔下来。杂技演员始终处于一个不稳定的情况下，演员必须不断小心地调整自己身体的姿势，保持身体的平衡，顺利地通过钢丝。

有一种看上去更加惊险的摩托车走钢丝，摩托车不仅在钢丝上行驶，而且车身的下面还挂着一个沉重的车厢，坐在车厢的演员还做出多种高难度动作，看上支使人觉得更加惊险，其实这个节目倒十分安全，因为挂在下面的车厢使整体的重心下降到钢丝绳的下面，反而成为一种十分稳定的平衡。

悬挂是一种最稳定的平衡。过去汽车大赛的时候，由于赛车车速太快，常常发生车翻人亡的悲惨事故，如今设计出一种新型的\"低悬挂\"型赛车，车轱辘很高，车厢很低，使汽车整个重心落在车轴的下面，等于把车身挂在了车轴的下面，所以把这种赛车弄翻很不容易。

你也许没有看到过悬挂在空中的火车，如果有这种为车你敢乘坐吗？目前许多国家下在发展这种火车，它的名字叫单轨列车。它只有一条架在空中的铁轨，车厢挂在下面，实际上它比双轨火车还要安全。单轨列车是一个曾经在沙漠工作过的法国工程师拉尔廷纽为了解决沙土经常掩埋沙漠中的铁轨而设计出来的。据说他受到沙漠之舟--骆驼背上分佳在两侧的货物的启发，想到可以将车厢横跨在铁轨的两边，使重心低于铁轨，这样列车就不会翻倒，铁轨也不会被沙土掩盖，列车还可以跨过河流、沼泽地区，又不占农田，从空中通过，因此这个设计受到了人们的欢迎。

第十章 声在日常生活中的利用

声音是人类获取信息的主要途径之一，声音传递给我们的不仅仅是语言信息，下面所

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介绍的是声在其它方面的一些应用及其原理。

1 辩析熟悉的来人

现象：和您朝夕相处的人在室外说话时，我们通过听声音就知道是哪位在说话。

原理：不同的人发出的声音音调、响度都有可能相同，但音色绝不会相同，因为不同的发声体发出的声音的音色一般不相同，由于非常熟悉，我们通过辩别音色就能分辩出哪位在说话。

2 听长短

现象：向暖水瓶中倒水时，听声音就能了解水是不是满了。

原理：不同长度的空气柱，振动发声时发声频率不同，空气柱越长，发出的音调越低；暖水瓶中水越多，空气柱就越短，发出的声音频率越高，音调也就越高，特别是水刚好倒满瞬间，音调会陡然升高，通过听声音的高低，我们就能判断出水已经倒满了。

3 挑选商品

现象：我们去商店买碗、瓷器时，我们用手或其它物品轻敲瓷器，通过声音就能判断瓷器的好环。

原理：有裂缝的碗、盆发出的声音的音色远比正常的瓷器差，通过音色这一点就能把坏的碗、盆挑选出来，当然实际还用辩别音调，观察形态等方法，但主要还是通过音色来辨别的。

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4 测量距离

现象：前面如果有一建筑物或高山，对着高山大喊一声，用表测量发出声音到听到声音的时间，利用声速就可以测出我们与高山或高大建筑物理的距离。

原理：声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来就产生了回声。

5 看病

现象一：听诊器

原理：人的体内有些器官发出的声音，如：心肺、气管、胃等发生病变时，器官发出的声音在某些特征上有所变化，医生通过听诊器能听出来，依此来诊断病情。

现象二：B超检查原理

原理：频率高于20000赫兹的声音称为超声波，超声波有一定的穿透性，医生用某些信号器产生超声波，向病人体内发射，同时接受内脏器官的反射波，通过仪器把反射波的频率、强度检测出来，并在电视屏幕上形成图像，为了判断病情提供了重要的依据，B超利用的是回声原理。

6 治病（传递能量）

现象：体外碎石

原理：人体的有些器官发生结石，如肾、胆等，最好的治疗措施就是用体外碎石机把

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体内结石击碎，变成粉未排出体外。体外碎石机利用的就是超声波，用超声波穿透人体引起的结石英钟激烈震荡，使之碎化。这主要利用了声波能传递能量的性质。

7 传递信息（监测灾情）

现象：通过监测次声波就可知道地震、台风的信息。

原理：次声波是频率低于20赫兹的声音，人类无法听到。一些自然灾害如地震、火山喷发、台风等都伴有次声波的产生；次声波在传播过程中减速很小，所以能传播的很远，通过监测传来的次声波就能获取某些自然灾害的信息。

第十一章 生活中的力学知识

1、摩托车做飞跃障碍物的表演时为了减少向前翻车的危险，应该后轮先着地，请分析其中的道理。

分析：若前轮先着地，摩托车由于惯性继续向前运动，就会产生以前轮为转动点使摩托车顺时针转动的效果，造成翻车事故；若后轮先着地，就会产生以后轮为转动点使摩托车顺时针转动的效果，这样前轮也很快着地，从而避免了翻车事故的发生。

2、如何运用简易的物理方法区分生、熟鸡蛋，请具体说说看。

分析：把两个鸡蛋放在相对平滑的桌面上后，用大致相同的力同时转动鸡蛋，先停下的是生蛋、后者是熟蛋。生熟鸡蛋的区别在于蛋的内容物分别是液态和固态物。

当用力转动蛋壳时，蛋壳受力开始转动而液态的内容物由于惯性仍保持静止状态，二

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者间存在一定的摩擦阻力，同时蛋壳与桌面间也存在摩擦阻力，所以很快停止转动。熟蛋内容物成固态物与蛋壳自成一体，当用力转动蛋壳时，蛋壳与内容物一并转动，二者间不发生相对运动，只需克服较小的桌面摩擦力，所以能长时间转动。

3、扬场机能把谷粒、谷糠和小石块分开。请分析其中的道理。

分析：道理一：同样大小的谷粒和小石块，虽然飞出时的速度相同，但是由于质量不同，所以惯性的大小不同，小石块的质量较大，惯性也比较大，所以能够克服空气的阻力飞到更远的地方。

道理二：同样大小的谷粒和小石块，虽然飞出时的速度相同，但是由于质量不同，所以动能不同，小石块的质量较大，动能也比较大，所以能够克服空气的阻力飞到更远的地方。

4、厨房水池的下水管被堵塞了，人们常用“吸子”来处理。这个工具由木柄和半球形橡皮碗构成。将橡皮碗盖在下水管口上，向下压木柄，使皮碗变扁，打开水笼头使池中放满水，迅速向上拔皮碗，堵塞物就会松动随流水淌走，试说明道理。

分析：向下压木柄使皮碗变扁时，可以挤出皮碗内的一部分空气，同时也使堵塞物与皮碗之间的空间相对较小。水池中放满水后，当迅速向上拔皮碗时，堵塞物与皮碗之间的空间突然变大，使这之间的气体压强变小，小于堵塞物下方所受的大气压强，大气压力向上推堵塞物，使之松动，而此时正好有大量的水往下冲，把堵塞物冲走，从而使管道输通。

怎样旋开玻璃瓶上太紧的铁盖？

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利用玻璃与铁的膨胀率不相等，受热的先后也不同，就可以容易地旋开玻璃瓶上的铁盖。

铁的膨胀率比玻璃大。当铁盖和玻璃瓶口升高相等的温度时，铁盖的直径增加比瓶口较大。如果把玻璃瓶倒置，以开水泡铁盖一会，趁瓶口的玻璃仍未赶得及膨胀时，就容易把铁盖旋开。

怎样把开水更快的冷却？

设有六个完全相同的一套杯子，其中一个盛满开水。如果利用杯子的吸热作用把开水的温度降低，可以把开水注入其余五个冷杯子中，让杯子吸收开水的热量。怎样注入开水可以获得较佳的冷却效果呢？

[方法一]把开水平均注入五个杯子中，每个杯子分配到1/5杯开水。

[方法二]先把开水整杯注入第二个杯子，等到杯子不再吸热（玻璃的温度升至等于水温）时，再注入第三个杯子，如此类推，最后注入第六个杯子。

不论采用哪一种方法，当杯子注入开水后，杯子的温度升高而开水的温度降低。等杯子的温度和水的温度相等时，就停止吸热了。

当采用第二种方法，整杯开水注入第二个杯中，杯子所升高的温度一定比第一种方法高。

杯子升高的温度较高，就表示杯子吸收开水的热量较多。同理，把开水（现在变为暖水）从第二个杯子再注入第三个杯子中，则第三个杯子所升高的温度，一定比平均注入第

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三至第六个杯子所升高的温度较多，如此类推。

可知采用第二种方法，可以使开水失去较多的热量，也就是降低较大的温度。

依上述推论，如果以质量相同的玻璃，制成较薄而数目更多的玻璃杯，采用上述第二种方法，则冷却的效果将更大。

第十二章 自来水管涉及的物理知识

物理知识与我们的生活密切相关，留心观察日常生活中随时发生的物理现象，分析探究其形成的原因，找出其中的规律，是十分重要的。下面谈一谈关于自来水管所涉及到的一些物理知识。

一、为什么水龙头一打开水就会流出？

原来，日常生活中来自水管的水大多数来自水塔，而水塔中的水是用高压泵把水压上去的。因此，水塔中的水面肯定比水龙头中的水面高出许多，水龙头与水塔构成了一个连通器，根据连通器原理，液面应相平，所以，一打开水龙头水便流出来了。

二、敲击水管，为何有时听到2次声音，有时听到3次声音？

大家都知道，声音在不同介质中传播速度不同。一般情况下，在固体中传播最快，如在钢铁中每秒传播5200米；其次，在液体中，如在水中每秒传播1500米；在空气中传播最慢，每秒仅能传播340米。

可见，如果水管中无水，敲击水管另一端，传声介质是空气、水管，我们就可能听到

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2次声音。如果水管中有水，传声介质为空气、水、水管，我们就可能听到3次声音。我们也可以通过这种方法来判断水管中是否有水。

三、寒冷的冬天，有时打开水龙头，会发现一滴水也不能流出，有时水管还会被“冻裂”，为什么？

原来，水管的水受冷凝固形成冰，就一滴也不能流出了。由于水结冰质量不变，密度变小，体积变大，所以水管有时会被“冻裂”。我们可以在水管外部包上一层防冻塑料纸，不过最稳妥的办法是将水龙头打开一点点，让水慢慢地下滴，这样就不易结冰了。

四、寒冷的天气，用手触摸自来水金属管时，好像对手有一种“粘力”，这是何因？

原来，自来水的金属管是热的良导体，当用手接触它时，手上的热量被金属迅速吸收并传走，手表面皮肤层的水分会立即遇冷凝固，将手和自来水管“粘”在一起。

五、如何判断浴室中冷、热水管？

天冷了，我们去浴室洗澡时，会发现有一冷一热两个进水管。我们很想知道哪个是冷水管，哪个是热水管，用手直接触摸又怕被烫伤，该怎么办？事实上，细心的人会发现两支水管表面是不同的，其中一支表面上有一层水珠，另一支却没有，这又是什么原因呢？原来浴室中充满了大量温度较高的水蒸气，遇到冷水管便会液化成一层小水珠附在水管表面上，所以，“出汗”的水管便是冷水管了。

第十三章 厨房中的物理知识（一）

我们认真观察厨房里燃料、炊具，做饭、做菜等全部过程，回忆厨房中发生的一系列

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变化，会看到有关的物理现象。利用物理知识解释这些现象如下。

一、与电学知识有关的现象

1. 电饭煲煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能，是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的。

2. 排气扇（抽油烟机）利用电能转化为机械能，利用空气对流进行空气变换。

3. 电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头，插入三孔插座，防止用电器漏电和触电事故的发生。

4. 微波炉加热均匀，热效率高，卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能，再将电磁能转化为内能。

5. 厨房中的电灯，利用电流的热效应工作，将电能转化为内能和光能。

6. 厨房的炉灶（蜂窝煤灶，液化气灶，煤灶，柴灶）是将化学能转化为内能，即燃料燃烧放出热量。

二、与力学知识有关的现象

1. 电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器，水面总是相平的。

2. 菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积，增大压强。

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3. 菜刀的刀刃有油，为的是在切菜时，使接触面光滑，减小摩擦。

4. 菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹，使接触面粗糙，增大摩擦。

5. 火铲送煤时，是利用煤的惯性将煤送入火炉。

6. 往保温瓶里倒开水，根据声音知水量高低。由于水量增多，空气柱的长度减小，振动频率增大，音调升高，反之亦然。

7. 磨菜刀时要不断浇水，是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加，温度升高，刀口硬度变小，刀口不利；浇水是利用热传递使菜刀内能减小，温度降低，不会升至过高。

第十四章 厨房中的物理知识（二）

三、与热学知识有关的现象

（一）与热学中的热膨胀和热传递有关的现象

1. 使用炉灶烧水或炒菜，要使锅底放在火苗的外焰，不要让锅底压住火头，可使锅的温度升高快，是因为火苗的外焰温度高。

2. 锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成，是因为木料是热的不良导体，以便在烹任过程中不烫手。

3. 炉灶上方安装排风扇，是为了加快空气对流，使厨房油烟及时排出去，避免污染空

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间。

4. 滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体，烫砂锅放在湿地上时，砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢，砂锅内外收缩不均匀，故易破裂。

5. 往保温瓶灌开水时，不灌满能更好地保温。因为未灌满时，瓶口有一层空气，是热的不良导体，能更好地防止热量散失。

6. 炒菜主要是利用热传导方式传热，煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的。

7. 冬季从保温瓶里倒出一些开水，盖紧瓶塞时，常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为随着开水倒出，进入一些冷空气，瓶塞塞紧后，进入的冷空气受热很快膨胀，压强增大，从而推开瓶塞。

8. 冬季刚出锅的热汤，看到汤面没有热气，好像汤不烫，但喝起来却很烫，是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失（水分蒸发）。

9. 冬天或气温很低时，往玻璃杯中倒入沸水，应当先用少量的沸水预热一下杯子，以防止玻璃杯内外温差过大，内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力，致使杯破裂。

10. 煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿，容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩，但它们收缩的程度不一样，从而使两者脱离。

（二）与物体状态变化有关的现象

1. 液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的；使用时，通过减

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压阀，液化气的压强降低，由液态变为气态，进入灶中燃烧。

2. 用焊锡的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水，把它放在火上一会儿就烧坏了。这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃，而锡的熔点是232℃，装水烧时，只要水不干，壶的温度不会明显超过100℃，既然达不到锡的熔点，更达不到铁的熔点，故壶烧不坏。若不装水在火上烧，不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点，焊锡熔化，壶就烧坏了。

3. 烧水或煮食物时，喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量（液化热）。

4. 用砂锅煮食物，食物煮好后，让砂锅离开火炉，食物将在锅内继续沸腾一会儿。这是因为砂锅离开火炉时，砂锅底的温度高于100℃，而锅内食物为100℃，离开火炉后，锅内食物能从锅底吸收热量，继续沸腾，直到锅底的温度降为100℃为止。

5. 用高压锅煮食物熟得快些。主要是增大了锅内气压，提高了水的沸点，即提高了煮食物的温度。

6. 夏天自来水管壁大量\"出汗\"，常是下雨的征兆。自来水管\"出汗\"并不是管内的水渗漏，而是自来水管大都埋在地下，水的温度较低，空气中的水蒸气接触水管，就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量\"出汗\"，说明空气中水蒸气含量较高，湿度较大，这正是下雨的前兆。

7. 煮食物并不是火越旺越快。因为水沸腾后温度不变，即使再加大火力，也不能提高水温，结果只能加快水的汽化，使锅内水蒸发变干，浪费燃料。正确方法是用大火把锅内水烧开后，用小火保持水沸腾就行了。

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8. 冬天水壶里的水烧开后，在离壶嘴一定距离才能看见\"白气\"，而紧靠壶嘴的地方看不见\"白气\".这是因为紧靠壶嘴的地方温度高，壶嘴出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴，即\"白气\".

9. 油炸食物时，溅入水滴会听到\"叭、叭\"的响声，并溅出油来。这是因为水的沸点比油低，水的密度比油大，溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾，产生的气泡上升到油面破裂而发出响声。

10. 当锅烧得温度较高时，洒点水在锅内，就发出\"吱、吱\"的声音，并冒出大量的\"白气\".这是因为水先迅速汽化后又液化，并发出\"吱、吱\"的响声。

11. 当汤煮沸要溢出锅时，迅速向锅内加冷水或扬（舀）起汤，可使汤的温度降至沸点以下。加冷水，冷水温度低于沸腾的汤的温度，混合后，冷水吸热，汤放热。把汤扬起的过程中，由于空气比汤温度低，汤放出热，温度降低，倒入锅内后，它又从沸汤中吸热，使锅中汤温度降低。

（三）与热学中的分子热运动有关的现象

1. 腌菜往往要半月才会变咸，而炒菜时加盐几分钟就变咸了，这是因为温度越高，盐的离子运动越快的缘故。

2. 长期堆煤的墙角处，若用小刀从墙上刮去一薄层，可看见里面呈黑色，这是因为分子永不停息地做无规则的运动，在长期堆煤的墙角处，由于煤分子扩散到墙内，所以刮去一层，仍可看到里面呈黑色。

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第十五章 太阳镜保护眼睛的原理

不反光玻璃的发明者是美国科学家凯瑟琳·布洛杰特（18－1979）。这种玻璃在任何光照下都是完全透明的。这位美国女科学家是纽约州通用电器公司声望极高的实验室区接受的第一位女性。

当时她年方19，成为物理化学家，诺贝尔奖得主欧文·朗谬尔（1881－1957）的助手。欧文正从事分子膜的研究。分子膜是很薄的物质膜层，就如单个分子铺成的“垫”那样。布洛杰特在30年代末发现，将一种钡的薄膜放在透镜上，可减少透镜的全反射光。于是不反光的眼镜诞生了。

太阳镜能阴挡令人不舒服的强光，同时可以保护眼睛免受紫外线的伤害。所有这一切都归功于金属粉末过滤装置，它们能在光线射入时对其进行“选择”。有色眼镜能有选择地吸收组成太阳光线的部分波段，就是因为它借助了很细的金属粉末（铁、铜、镍等）。

事实上，当光线照到镜片上时，基于所谓“相消干涉”过程，光线就被消减了。也就是说，当某些波长的光线（这里指的是紫外线a，紫外线b，有时还有红外线）穿过镜片时，在镜片内侧即朝向眼睛的方向，它们就会相互抵消。

形成光波的相互重叠并非偶然现象：一个波的波峰同其靠近的波的波谷合在一起，就导致相互抵消。相消干涉现象取决于镜片的折射系数（即光线从空气中穿过不同物质时发生偏离的程度），还取决于镜片的厚度。一般来讲，镜片的厚度变化不大，而镜片的折射系数则根据化学成分的差异而不同。

偏振眼镜则提供了另外一种保护眼睛的机理。柏油路的反射光是比较特殊的偏振光。

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这种反射光与直接来自太阳的光或者任何人工光源的光的不同之自就在于秩序问题。偏振光是由全朝一个方向震动的波形成的，而一般的光则是由不定向震动的波开成的。这就像一群无秩序随意走动的人与一批迈着整齐步伐行进的士兵那样，形成了鲜明的对经。

一般地讲，反射光是一种有秩序的光。偏振镜片在阻挡这种光时特别有效，因为它的过滤性在发挥作用。这种镜片只让朝一定方向震动的偏振波通过，就像将光“梳理”了一样。对于道路反光问题，使用偏振眼镜能减少光的透射，因为它不让与道路平行震动的光波通过。事实上，过滤层的长分子被导向水平方向，可以吸收水平偏振光线。这样，大部分的反射光就被消除掉了，而周围环境的整个照明度并未减少。

最后，变色眼镜的镜片能在太阳光线射来之后变暗。当照明减弱之后，它又重新变得明亮了。之所以能够如此，是因为卤化银的结晶体在起作用。在正常情况下，它能使镜片保持完美的透明度。

在太阳光的照射不，晶体中的银便分离出来，处于游离状的银便在镜片内部形成小的聚集体。这些小的银聚集体呈犬牙交错的不规则块状，它们无法透射光线，而只能吸收光线，其结果就使镜片变暗。在光暗的情况不，结晶体又重形成，镜片随之恢复到明亮状态。

第十六章 手机在物理实验中的应用

手机的应用已非常普遍，它除了具有通讯、娱乐等作用外，在物理实验教学中也有着广泛的作用。例举如下：

一、声音是由物体振动产生的

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先将手机设置成“来电振动”提示状态，并放在工作台面上，手机不振动，没有发出声音；接着用另一手机拨打该手机，手机振动，可以听到手机与桌面间因振动发出的声音，说明声音是由物体振动产生的。

二、声音的传播需要介质

教科书上演示实验中的声源是一只接通电源的小电铃，操作稍显复杂，改用手机来做能使实验更简单方便。其操作是：将手机设置为“来电铃声”提示并悬挂在玻璃罩内（如图1），用另一手机去拨打它，可以清楚地听到铃声。用抽气机逐渐抽去玻璃罩内的空气，铃声越来越小，直至听不到了，表明声音不能在真空中传播。

三、电磁波能在真空中传播装置

如图1，将手机放在玻璃罩内，用另一手机拨打，能接通；将玻璃罩内空气抽去，依然可以接通；这说明电磁波可以在真空中传播。

四、静电屏蔽

取一封闭金属网罩（网格要小些，如铁纱网），将手机悬挂其内，然后用另一手机去拨打，听到的声音是“对不起，您拨的电话暂时无法接通，请稍后再拨”，说明金属网罩内没有电磁信号，该手机已经被屏蔽

第十七章 生活中的热胀冷缩

我们在日常生活、生产中只要细心观察身边的物理现象，联系到我们学过的物理知识，去分析和解释这些现象，就能够提高观察、分析及解决物理问题的能力

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一、热凉粥或冷饭时，锅内发出”扑嘟、扑嘟”的声音，并不断冒出气泡来，但一尝，粥或饭并不热，这是为什么？

把凉粥或饭烧热与烧开水是不一样的。虽然水是热的不良身体，对热的传导速度很慢，但水具有很好的流动性。当锅底的水受热时，它就要膨胀，密度减小就上浮，周围的凉水就流过来填补，通过这种对流，就把锅底的热不断地传递到水的各部分而使水变热。而凉粥或饭，既流动性差又不易传导热。所以，当锅底的粥或饭吸热后，温度就很快上升，但却不能很快地向上或四周流动，大量的热就集中在锅底而将锅底的粥烧焦。因热很难传到粥的上面，所以上面的粥依然是凉的。加热凉粥或饭时，要在锅里多加一些水，使粥变稀，增强它的流动性。此外，还要勤搅拌，强制进行对流，这样可将粥进行均匀加热。

二、用砂锅煮肉或烧汤时，当汤水沸腾后从炉子上拿下来，则汤水仍会继续沸腾一段时间，而铁、铝锅却没这种现象，这是为什么？

因为砂锅是陶土烧制成的，而非金属的比热比金属大得多，传热能力比金属差得多。当砂锅在炉子上加热时，锅外层的温度大大超过100℃，内层温度略高于100℃。此时，锅吸收了很多热量，储存了很多热能。将砂锅从炉子上拿下来后，远高于100℃的锅的外层就继续向内层传递热量，使锅内的汤水仍达到100℃而能继续沸腾一段时间，铁、铝锅就不会出现这种现象（其原因请同学们自己分析）。

三、炒肉中的“见面熟”。逢年过节，人们总要炒上几个肉菜，那么怎样爆炒肉片呢？

若将肉片直接放入热油锅里去爆炒，则瘦肉纤维中所含的水分就要急剧蒸发，致使肉片变得干硬，甚至于会将肉炒焦炒糊，大大失去鲜味。为把肉片爆炒得好吃，师傅们往往预先将肉片拌入适量的淀粉，则肉片放到热油锅里后，附着在肉片外的淀粉糊中的水分蒸

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发，而肉片里的水分难以蒸发，仍保持了原来肉的鲜嫩，还减少了营养的损失，肉又熟得快即“见面熟”。用这种方法炒的肉片，既鲜嫩味美，又营养丰富。

四、冻肉解冻用什么方法最好？从冰箱里取出冻肉、冻鸡，如何将其解冻呢？

用接近0℃的冷水最好。因为冻肉温度是在0℃以下，若放在热水里解冻，冻肉从热水中吸收热量，其外层迅速解冻而使温度很快升到0℃以上，此的肉层之间便有了空隙，传递热的本领也就下降，使内部的冻肉不易再吸热解冻而形成硬核。若将冻肉放在冷水中，则因冻肉、冻鸡吸热而使冷水温度很快降到0℃且部分水还会结冰。因1克水结成冰可放出80卡热量（而1克水降低1℃只放出1卡热量），放出的如此之多的热量被冻肉吸收后，使肉外层的温度较快升高，而内层又容易吸收热量，这样，整块肉的温度也就较快升到0℃。如此反复几次，冻肉就可解冻。从营养角度分析，这种均匀缓慢升温的方法也是科学的。

五香茶鸡蛋是人们爱吃的，尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现，鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候，如果你急于剥壳吃蛋，就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题，有一个诀窍，就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会，然后再剥，蛋壳就容易剥下来。

一般的物质（少数几种例外），都具有热胀冷缩的特性。可是，不同的物质受热或冷却的时候，伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来，密度小的物质，要比密度大的物质容易发生伸缩，伸缩的幅度也大，传热快的物质，要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的，它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大，或变化比较缓慢均匀的情况下，还显不出什么；一旦温度剧烈变化，蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里，蛋壳温度降低，很快收缩，而蛋白仍然是原来的温度，还没有收缩，这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温

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度降低而逐渐收缩，而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了，这样就使蛋白与蛋壳脱离开来，因此，剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。

明白了这个道理，对我们很有用处。凡需要经受较大温度变化的东西，如果它们是用两种不同材料合在一起做的，那么在选择材料的时候，就必须考虑它们的热膨胀性质，两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时，都广泛采用钢筋混凝土，就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样，尽管春夏秋冬的温度不同，也不会产生有害的作用力，所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。

另外，有些电器元件却是用两种热膨胀性质差别很大的金属制成的。例如，铜片的热膨胀比铁片大，把铜片和铁片钉在一起的双金属片，在同样情况下受热，就会因膨胀程度不同而发生弯曲。利用这一性质制成了许多自动控制装置和仪表。日光灯的“启动器”里就有小巧的双金属片，它随着温度的变化，能够自动屈伸，起到自动开启日光灯的作用。

第十八章 日出

人是怎样看见物体的？

古人很早就思考过这个问题，提出过一些猜测。有人认为是眼睛发出光线，这些光线碰上物体，人才看见那些物体。还有人认为眼睛发出触须那样的东西，通过触摸而看到物体。这些看法都是错误的，但它说明人的认识是不断进步的。

公元11世纪，阿拉伯科学家伊本？海塞本纠正了上述看法。他认为光线是从火焰或太阳发出，射到物体上，被物体反射后进入人眼，人因此而看到物体。

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现在我们知道，人眼就好像一架照相机。当发光物体发出的光或不发光物体反射的光进入眼睛，通过眼睛的折光部分在眼的视网膜上形成物体倒立的像，然后通过神经系统传到大脑，产生视觉，人就看到了物体。

你在早晨5点正看到日出。但是大家都知道，光的传播不是瞬息就可以到达的：太阳光从光源──太阳──射到地球上人的眼里，要有一段时间。因此，我们可以提出这样一个问题：假如光是瞬时就可以到达的话，那么我们在什么时候就可以看到日出了呢？

我们知道，光从太阳到地球要跑8分钟。那么，如果光瞬息就可以到达的话，我们好像应该在8分钟以前，就是在4点52分就看到日出了。

我知道许多人听了会觉得意外：其实这个想法是不正确的。所谓日出只是我们地球表面上某一点从没有太阳光照到的地方转到了有太阳光照到的地方罢了。因此，即使光的传播是瞬时的，我们看见日出的时间，仍旧跟光的传播要花时间的情形完全相同，也就是说，仍旧是早上5点正。但是如果你是在观察（用望远镜）太阳边缘上什么凸起的部分（日解），那又是另外一回事了。如果光的传播是瞬时的，你的确会比现在早8分钟就见到它。

早晚的天空为什么是红色的？早晨和傍晚，在日出和日落前后的天边，时常会出现五彩缤纷的彩霞。朝霞和晚霞的形成都是由于空气对光线的散射作用。当太阳光射入大气层后，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒，就会发生散射。这些大气分子和微粒本身是不会发光的，但由于它们散射了太阳光，使每一个大气分子都形成了一个散射光 源。根据瑞利散射定律，太阳光谱中的波长较短的紫、蓝、青等颜色的光最容易散射出来，而波长较长的红、橙、黄等颜色的光透射能力很强。因此，我们看到睛朗的天空总是呈蔚蓝色，而地平线上空的光线只剩波长较长的黄、橙、红光了。这些光线经空气分子和水汽等杂质的散射后，那里的天空就带上了绚丽的色彩。

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俗话说\"早霞不出门，晚霞行千里\"，这就是说，早晨出现鲜红的朝霞，说明大气中水滴已经很多，预示天气将要转雨。如果出火红色或金黄色的晚霞，表明西方已经没有云层，阳光才能透射过来形成晚霞，因此预示天气将要转晴。

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