早在19世纪末，就有一位物理学家对猫的空中翻身绝技产生了兴趣，他通过高速摄影拍下了猫的整个下落过程，发现猫在下落时仅用1／8秒就翻过身来了。我们知道，如果没有外力作用，原来不转动的物体是不会转动的。猫在开始下落时没有转动，在下落过程中又不受外力作用，它应该一直保持原来的姿势着地。那么，猫是怎样在空中完成翻身动作的呢？于是，有人把这完全归功于猫尾巴的功能。认为猫在下落过程中，快速地向一个方向甩动尾巴，由于力学中的角动量守恒原理，猫的身体就会朝另一个方向翻转。但是，通过计算人们发现，如果猫的空中翻身仅仅依靠尾巴的甩动，那猫的尾巴在1／8秒内至少要转上几十圈才行，这岂不是与飞机的螺旋桨一样了？
于是，一些物理学家又忙碌起来，他们又是摄影又是录像，并且从理论上提出模型，用电脑进行计算。得出的结论是：猫在落下的过程中，是通过它的脊柱依次向各个方向弯曲来实施转体。图中我们可以看到，当双手握住猫的四肢，将手松开时，猫的角动量等于零。猫在下落的过程中，尽管受到重力的作用，由于重力作用在质心上，因此外力矩为零，所以，猫在下落过程中的任一时刻，都要保持角动量等于零。当猫从高处落下时，猫会本能地旋转身体，这时，猫的尾巴伸展并且朝着相反方向甩动，以保持猫的总角动量为零。由于猫的脊柱比较灵活，它在旋转身体的时候，还可巧妙地使身体和四肢收缩、伸展，调节整个身体的质量分布，保持角动量为零，以达到转身的目的。
在体操和跳水比赛中，运动员要在腾空后短短几秒钟内，完成各种空翻加转体的高难度动作。虽然这些动作比猫翻身复杂得多，可道理却是大同小异。航天员在太空航行时，由于处于失重状态，身体会飘浮在空中。也必须学习猫空中翻身的绝技，用同样的办法来完成前进、后退、转身等一系列动作。
不沉的滑水运动员
看到滑水运动员在水面上乘风破浪快速滑行时，你有没有想过，为什么滑水运动员站在滑板上不会沉下去呢？
原因就在这块小小的滑板上。你看，滑水运动员在滑水时，总是身体向后倾斜，双脚向前用力蹬滑板，使滑板和水面有一个夹角。当前面的游艇通过牵绳拖着运动员时，运动员受到一个水平向前的牵引力。同时，运动员站在滑板上，并用力向前蹬滑板，运动员就通过滑板对水面施加了一个斜向下的力，而且，游艇对运动员的牵引力越大，运动员对水面施加的这个力也越大。因为水不易被压缩，根据作用力与反作用力的原理，水面就会通过滑板反过来对运动员产生一个斜向上的反作用力，正是这个反作用力支撑着运动员不会下沉。当然，这个反作用力在水平方向的分力又会成为运动员向前滑行的阻力，但是，游艇的牵引力可以用来克服这部分阻力。
因此，滑水运动员只要依靠技巧，控制好脚下滑板的倾斜角度，就能在水面上快速滑行了。
飞上蓝天的风筝
在风和日丽的时候，许多人都喜欢到郊外或公园去放风筝。当五彩缤纷、造型各异的风筝在蓝天上翱翔，人与大自然融为了一体，这对放风筝和看风筝的人来说，都是一种美的享受。
那么，风筝为什么能飞上蓝天呢？如果你留心观察就会发现，风筝总是迎风而飞，而且风筝的“身体”总是斜向下的，这就是风筝能飞上天的关键。首先，风筝总是迎着风飞，风吹在风筝上，就会对风筝产生一个压力，而且这个压力垂直于风筝的面。因为风筝的面是斜向下，所以迎面吹来的风对它的压力是斜向上的。风筝的分量很轻，空气的这种向上的压力足以把风筝送上蓝天。在风很小的时候，放风筝的人常常牵着风筝线迎风奔跑，或站在原地不断地拉动风筝线，利用勒线来调整风筝面向下倾斜的角度，这都是为了增大空气对风筝的向上压力，使风筝飞得更高。
风筝有大有小，形状也是各种各样的，它的下边往往还加了一些纸条或穗做成的尾巴。从物理学角度来说，这是为了使风筝的重心向下移，可以提高风筝的平衡性能，使它飞得更加平稳些。
无需方向盘的火车
天空中的飞机，海洋中的轮船，它们转弯时靠的是舵。
陆地上奔驰的汽车、无轨电车，它们转弯时，靠的是方向盘。但是在铁轨上高速行驶的火车，既没有舵，又没有方向盘，为什么也能顺利地转弯呢？
我们知道，有轨电车也没有方向盘，它是循着铁轨的弯道而转弯的。看过有轨电车的转弯，就能帮助我们理解火车转弯的道理。有时骑自行车的人，一不小心，把轮子嵌在有轨电车的轨道里，他的轮子就循着轨道前进，再也不听“驾驶员”的操纵。当失去平衡，车子就倒了下来。这就是轨道能控制车轮的道理。
火车的轮子与其它车轮不同，它的最外面一圈叫“轮箍”。“轮箍”上有一圈高出部分叫做“轮缘”，火车上车轮的“轮缘”始终是嵌在两道平行钢轨内侧的。当火车行至弯道时，因离心作用，使弯道外侧车轮的轮箍紧贴钢轨，这时，外侧钢轨给轮缘一种侧压力，即向心力，迫使车轮循着钢轨行走。我们再仔细地看一看火车的轮箍，就会发现在轮箍与钢轨的接触面上，是有斜度的，靠外侧倾斜1／10，内侧倾斜1／20；这样在同一轮子上，就形成了一部分是“大轮”，另一部分是“小轮”。当火车进入弯道时，由于车轮紧靠弯道外侧，就形成了“大轮”走弯道外侧钢轨，“小轮”
走弯道内侧钢轨。这正象一列横队转弯时，外圈的人步子走得大一点，内圈的人步子走得小一点，就能同时整齐地转过弯来。正因为火车车轮的“轮箍”有个斜度，所以能使同一车轴的两只车轮顺利地通过弯道。
在直道上，两侧车轮都正压在钢轨上，加上火车的重心低，火车高速运动时，就能使车轮的中心和钢轨的中心保持一致。
我们再看看火车头的车轮，为什么有的做得很大，有的做得很小呢？由于这些轮子的作用不同，大小也就不一样。
最前面的一对或两对较小的轮子，叫“导轮”，顾名思义，就是说这一两对轮子是起引导作用的。中间几对大轮子，叫“动轮”。后面较小的轮子，叫“从轮”（也有不用“从轮”
的火车）。“导轮”和“从轮”都设有转向架，它可以不受车架的限制而自由转向。当机车在直线上运行时，转向架的中心线与主车架的中心线一致。在弯道上行驶时，因车轮靠向弯道内侧，转向架就带着中心盘转向弯道内侧，这时转向架的中心线与车架不在一直线上，就可利用复原装置将主车架前端导向内侧，使机车沿着曲线转向，待通过弯道后，又利用复原装置的复原力，使转向架恢复中心位置。因此火车不论是在直道上或弯道上，都能既快又稳地高速前进。
荷叶上滚动的水珠
你曾注意过这样的事情吗？夏天，荷叶上溅了水滴，水滴会变成一颗颗晶莹透亮的小水珠，小水珠在荷叶上滚来滚去，就像盘子里滚动着的珍珠一样。
荷叶上的水滴为什么会变成滴溜滚圆的小水珠呢？原来，水滴表面分子受到内部分子的吸引力，产生了向内部运动的趋势。这样一来，水滴的表面就会尽可能地缩小。缩小到什么程度呢？我们知道，水滴的体积大小不变，只有在成为球体的时候，它的表面才是最小。所以，小水滴就变成球体的小水珠了。
我们再来看看小朋友爱吹的肥皂泡。肥皂泡里包着空气，肥皂泡的里外两个液面也要不断收缩，直到把里面的空气压得不能再小了，它才不再收缩。这时候，肥皂泡就变成一个滴溜滚圆的小球。
液体表面的分子，由于受到内部分子的吸引，而使液体表面缩小的这种趋势，会使该液体表面相邻的部分产生相互吸引，这种相互吸引在物理学上被称为表面张力。我们可以通过一个简单的实验，来看看这种表面张力。
用一个铁丝的框框，上面系一根不是绷得很紧的细棉线，把它放在肥皂水里蘸一下，铁丝框上就会有一层薄薄的绷得很紧的肥皂膜。试着将棉线一侧的薄膜用针刺破，另一侧的薄膜就会立刻缩小，棉线因为失去了一侧薄膜产生的表面张力，而在另一侧薄膜的表面张力作用下，呈现弯曲的弧形。
任何液体的表面都存在着表面张力，在这种表面张力的作用下，液体表面就好象蒙上一层绷紧的膜。夏天，水面上常有许多小虫自由自在地跑来跑去，就是依靠水面上绷紧的这层水膜。
