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第7章 物理世界(2)

你听说过“死海不死”的故事吗?死海是位于亚洲西部地中海地区的一个内陆湖泊,因为海水的盐分很大,所以没有鱼虾在那里生存。由于死海海水的密度比人体的密度大许多,所以人在死海里时,即使不会游泳也不会下沉,甚至可以躺在水面上看报纸。因此有死海不死之说。

冰面不能快行的原因

在光滑的冰面上,人只能小心翼翼地挪动,这是为什么呢?通常人们走路时后脚蹬地给了地面一个向后的作用力,与此同时,地面也给了人体一个向前的反作用力,使人前进。这个反作用力就是摩擦力。可是,当人在冰面上行走时,冰面给人的摩擦力很小,如果仍像在地面上走路那样使劲,后脚就要向后滑,人就会摔倒。

怎样使用手推车更省力

推车和拉车是使用手推车的两种方法,那个更省力一些呢?在地面条件相同的情况下,车轮对地面的压力越大,阻力就越大,阻力越大就越费劲。推车的时候,用力的方向指向斜下方,产生的两个分力:一个向前用来克服阻力,使车匀速前进;另一个竖直向下,加大车对地面的压力,使阻力加大。拉车的时候,用力的方向指向斜上方,产生的两个分力;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。所以比较而言,拉车更省力一些。

体温计中的物理学

你观察过体温计的形状吗?知道它和其他温度计有什么区别吗?普通温度计上下粗细一样,水银柱会随着气温的升降而自动升降,体温计是由水银球和水银柱两部分组成的,中间是一个狭窄的曲颈。测体温时,水银受热膨胀上升,达到与体温相当的温度时就不再上升。拿出体温计时,水银遇冷收缩,在曲颈处断开,上升的水银不能退回,仍保持与人体接触时所达到的高度,不会随温度的降低而自动下降。

苹果落地与万有引力

苹果为什么不掉向天空,而落向地面呢?大家知道其中的道理吗?这和万有引力有直接关系。由于受大气压和地球引力的影响,气体对苹果的压力和地球的引力大于气体对苹果的浮力和树对苹果的拉力,所以苹果才会下落。伟大的物理学家牛顿正是受苹果落地的启发发现了万有引力。

小鸟飞翔与空气阻力

小鸟能在空中自由自在的飞翔,是因为小鸟长着一对很有用的翅膀,当它飞的时候,翅膀向下排斥气体,使气体给它一个向上的推力,这个推力远远大于空气对它的阻力,所以小鸟可以在天空自由自在地飞翔。

闪电与雷声的形成

大多数的闪电都是连击两次,第一击是一股看不见的带电空气,一直下到地面,或是由地面到达空中。它就像是一个开路先锋,为第二次闪电带路,当第一击打下来的那一瞬间,一道回击电流就沿着先前所开的路传导上来,于是就发生了看得见的闪电。所以说,看得见的闪电是第二击。这种回击电流有一个电力核心,它的周围有一圈像管子一样的炙热空气把它套住,由于摩擦,这层热空气就会发光膨胀和爆炸,形成雷电。

先闪电后打雷的道理

闪电和雷声可以说是一对孪生姐妹,但我们为什么会先看到闪电后听到雷声呢?是因为我们的眼睛长在前面,耳朵长在后面的原因吗?当然不是。这是因为声音的速度是340米每秒,而光的速度是30万千米每秒,光速比声速大约快100万倍,闪电比雷声跑得快,它们到达地面会有一定的时间差。所以我们总是先看到闪电后听到雷声。

出汗的冰镇矿泉水

冰镇矿泉水是我们夏天常用的饮品,它刚从冰箱拿出时,瓶上往往会出现一些小水珠。它之所以出汗,是由于水的比热容很大,在冰箱里变凉的矿泉水,拿出后不会随气温的升高而迅速升高,总是比气温低一些,所以,空气中的水蒸气遇到冰凉的瓶子表面就会凝结成水珠。

电能“吸”人吗

常听人们说:触电时人被电吸住了,摆脱不开。这个说法实际上是错误的。我们知道,不论是否存在电流,一般情况下,导线中的正、负电荷的电量是相等的,它的静电作用是相互抵消的。即使局部地方偶尔出现少量正、负电荷不相等,静电引力也是很微不足道的。这实际是因为当人手触电时,由于电流的刺激,手会发生条件反射而弯曲,弯曲的方向恰恰使手不自觉地握住了导线。这样,加长了触电时间,手很快痉挛麻痹,即使想松开手指、抽回手臂,也做不到,就像被电“吸住”一样。

不会留在空中的水蒸气

空气中的水蒸气含量很大,但水蒸气会永远留在空气中吗?不会的。因为冷空气所能容纳的水蒸气比热空气少,所以当空气变冷时,水蒸气就会凝结成水。飞机做高空飞行时尾翼拖着的白线,就是水蒸气凝结产生的。

灭不了的红孩儿火

俗话说,水火不容。这就是说,水是可以用来灭火的。可是看过《西游记》电视的人都知道,牛魔王的孩子红孩儿在火云洞烈火阵烧孙悟空,孙悟空最后用水来灭火却失败。孙悟空为什么灭不了红孩儿的火呢?原来,红孩儿用的燃料是油,油比水轻,会浮到水的上面,如果用水来灭火,不但灭不了火,反而会使火势更加猛烈。所以,油着火千万不能用水来灭火。

彩虹是怎样形成的

雨后天晴,我们常会看到彩虹出现,彩虹是由射到空中水滴里的阳光发生反射与折射造成的。彩虹的形成与三棱镜分解太阳光产生七彩光带的原理一样。下过雨后,有许多微小的水滴漂浮在空中,当阳光照射到小水滴上时会发生折射,分散成7种颜色的光。很多小水滴同时把阳光折射出来,再反射到我们的眼睛里,我们就会看到一条半圆形的彩虹。

乘车时地球在转动吗

乘车时,我们常会感觉道路两边的景物快速向后移过,这是因为我们选取的参照物是车。如果我们选取的参照物是道路两边的静止景物,我们就会感觉车在快速向前移动。当我们感觉道路移动得越快,表明车的速度越快。由于地球近处没有参照物,在短时间里,我们没有可以对照的外界事物,因此很难感觉出地球在转动。所以,我们在乘车时很容易感觉到车在行进而地球不动。

星星为什么眨眼

夜晚,我们常常会看到闪烁的星星,其实星星本身不会闪烁,星星闪烁与大气的遮挡有关。大气不是绝对透明的,它的透明度会根据密度的不同而发生变化,当星光通过大气层时,会受到大气密度和厚薄的影响,所以我们在地面透过不断变化的大气层来看星星,就会看到星星好像在闪动。

海水为什么那么蓝

我们常常会用蓝色来形容大海的颜色,海水真的是蓝色的吗?很多时候,我们发现海水呈现蓝绿色,可是,当你把海水捧起时,看到它和日常的水一样,也是透明无色的。我们看到海水呈现蓝绿色,是海水吸收绿色光线反射出来的结果。如果大海足够深,海水看上去便成了蓝色。

自行车在行进中不会倒的原因

自行车在马路飞快行进时不会倒,这是怎么回事呢?自行车有两个轮子,而且这两个轮子是以脚踏板为对称轴对称分布的,当一个对称物体绕着对称轴飞速旋转时,具有保持其方向转动不变的特点。当然,自行车高速行进时,也会保持转动方向不变。所以,骑自行车时车子不会倒。

潜水艇怎样潜水

你知道潜水艇为什么能潜入海洋中吗?潜水艇之所以能下沉到海洋深处潜航,是因为它有内外两个壳体,在两层壳体之间有许多个水舱,每个水舱都装有进水阀和排水阀。只要打开进水阀,让海水进入水舱,潜水艇的重量就会增加。当重力大于潜水艇所受的浮力时,潜水艇就会潜入海洋深处。

千年不倒的赵州桥

赵州桥是我国隋朝工匠李春设计的。直到今天,它仍能屹立在那里,这和桥的建造结构有关。赵州桥的设计是在桥梁下面建了许多桥孔,有上下两层,这些桥孔大小各异,这样,不但减轻了桥梁的负担,而且也能很好地泄洪,不至于使巨大的水流冲击桥身。另外,它的建筑材料是坚固的石头,能很好地承载压力和冲击力。

能带来凉意的电风扇

炎热的夏天,刚刚运动后,我们常常会大汗淋漓。这时跑到电风扇前吹风,顿时就会感到凉风习习,凉快极了。其实,电风扇本身并不凉,只是因为电风扇产生的风能迅速使你身上的汗水蒸发,而且蒸发时带走了热量,所以你才会感觉到凉意。

能转起来的呼啦圈

你玩过呼啦圈吗?呼啦圈是一个有一定重量的大圆圈,为什么那么大的一个圈能在腰间自如地转动而不掉下呢?当我们有节奏地扭动腰部的时候,呼啦圈受到向心力和摩擦力,向心力是指沿呼啦圈半径指向呼啦圈中心的力,摩擦力是呼啦圈运动时与腰部摩擦产生的力。向心力是由外向内的力,而摩擦力是向上的,在这两种力的共同作用下,呼啦圈就能在腰部自如地转动而不掉下。

罐装饮料为什么不盛满

新买的饮料都不是满瓶的,你知道这是为什么吗?饮料之所以不装满,是因为饮料体积会随着温度的升高而膨胀,体积膨胀,瓶内压强就会增大。如果把瓶装满,遇到高温时饮料就会破“口”而出,给人带来一定的危险。所以饮料一般都不装满。

听声辨人的原理

我们能通过声音来辨别熟人和生人,这是因为每个人的说话声音不一样,男人和女人、老人和小孩儿,他们的声音在音量、音调、音色上都是不同的,音量指声音的大小,音调指声音的高低,音色指声音的特色,由于每个人的音量、音调、音色各不相同,所以我们能通过声音辨别出不同的人。

回声是怎么回事

当我们向大山呼喊时,大山那边会有一个相同的声音回应。这是为什么呢?这是因为我们叫喊的声音的声波受到大山的阻挡被反射回来,这个反射回来的声音就是回声。我们隔一段时间才能听到回声,是因为声波在空气中传播需要一定的时间,因为我们和障碍物之间有一定的距离,声音发出后不会立即返回来,所以我们才能听清回声。

掉不下来的过山车

在公园或游乐场,许多人都喜欢玩过山车,既惊险又刺激。过山车在空中为什么不会脱轨掉下来呢?因为做圆周运动的物体都有离心的趋势,过山车在轨道上高速运动,它的离心力非常大。因此它会紧紧贴在轨道上,不会掉下来。但是,身体不好的人最好不要去玩过山车。

避雷针的作用

高层建筑物的上方一般都会安一个金属做的、形状如绣花针的东西,这就是我们常说的避雷针。这小东西有什么作用呢?避雷针的作用主要是防止雷电对建筑物和人造成伤害。雷雨天气,高空的云层会带上大量的电荷,使避雷针和建筑物都带上大量电荷,但由于避雷针针头是尖的,而且它距离建筑物有一定的距离,因此在静电感应时,它往往能把积聚起来的电荷导入大地,这样,雷电就不会打在房屋和人身上,保证了建筑物和人的安全。

怎样分辨生熟鸡蛋

当一个熟鸡蛋和一个生鸡蛋混合在一起,你能分辨出来吗?要想分辨出熟鸡蛋和生鸡蛋,就得把鸡蛋放在桌面上,用手朝着同一个方向旋转,转得又稳又快的是熟鸡蛋,摇晃不稳、速度缓慢的就是生鸡蛋。这是因为生鸡蛋里面的蛋黄蛋白是液体,旋转时,蛋壳转动,而蛋黄蛋白由于惯性仍保持原来的静止状态,这种不一致使得生鸡蛋晃动不稳、速度缓慢。熟鸡蛋的蛋黄蛋白凝成固体,能和蛋壳一起转动,所以它能转得又稳又快。

冰棍冒出的白气向上飘吗

炎热的夏天,我们常常吃冰棍来消暑,但有没有注意到冰棍冒出的白气是向上飘还是向下飘呢?很多人也许会说向上飘,其实白气是向下飘的。这是因为冰棍的冷却作用使得周围空气的水分液化形成白气,同时冷却后空气密度大于周围空气的密度,所以会往下沉。

油为什么会浮在水面

在水中滴入油,我们会看到油总是浮在水面上。油之所以浮在水面上是因为:首先,油和水互不相溶,它们是互相排斥的,如果把油和水混合,就会形成上下两层;其次,油的密度比水小,如果把油倒入水中,油层就会浮在水层的上面。

为什么牛奶是白色的

牛奶之所以是白色的,主要是牛奶中含有一种叫干酪素的蛋白质造成的。另外,牛奶中的奶酪含有白色的脂肪,奶酪含量越多,牛奶就越白。再次,牛奶看起来呈乳白色的原因是因为牛奶中的一些物质不吸收光线,它们更多的是反射光线。这就是牛奶呈白色的原因。

粘水的毛玻璃更透明

你知道毛玻璃粘水后为什么会变的透明吗?毛玻璃的表面是粗糙不平的,当光线射到表面时,就会向不同的方向凌乱地折射,人就不会看到玻璃背面的景象。当在毛玻璃表面涂一层水后,它的表面就会变得很平滑。由于水的折射率和玻璃相差不大,所以光线在表面的折射程度很小,而且折射也很规则,人就能看到玻璃背面的物体,感觉毛玻璃很透明。

眯眼看物清楚的原因

近视眼患者看远处的东西时,远处物体发出的光线通过眼不能聚焦于视网膜上成清晰的像,当眯着眼时,就好像针孔镜一样,周围杂乱的光线不能进入眼内,中央的少部分光线可直接在视网膜上成像,所以眯着眼会看得更清楚些。

只能吸铁的磁铁

磁铁能够吸住铁、镍、钴等金属,俗称为吸铁。常见的磁铁可分为永久磁铁和通电时才具备磁性的电磁铁。铁中有许多具有两个异性磁极的磁体,无磁场作用时,这些磁体排列紊乱。当把铁靠近磁铁时,铁中的这些磁体在磁铁的作用下,整齐地排列起来,被磁铁磁化。而铜、铝等金属是没有磁体结构的,所以不能被磁铁吸引。

只指南北方的指南针

指南针是我国古代四大发明之一。指南针的作用不在于吸铁,而在于反映地球的磁场。指南针之所以能指向南方和北方,是因为它两极的磁性与地球两极的磁性一致,指南针的S极永远指向地球南极,N极永远指向地球北极。

露珠的形成

在夏季和秋季的清晨,植物叶面上常会挂着露珠,露珠是从天上掉下来的吗?当然不是,那露珠是怎样形成的呢?在0℃以上,空气冷却达到水汽饱和的温度叫做“露点温度”。在夏秋季节夜间,地面物体冷却的时候,与物体表面相接触的空气温度也下降,当降到“露点温度”以后,就有多余的水汽析出。因为这时温度在0℃以上,这些多余的水汽就凝结成水滴附着在植物叶面上,形成露珠。

飞机飞行的原理

飞机是根据鸟的飞翔原理发明出来的。它主要靠机翼和发动机飞行,飞机的机翼上面是弧线,下面平直,飞机移动时,机翼上面的空气流动快,机翼下面的空气流动慢,这样就产生了一个向上的升力,飞机也就平稳地飞上天了。另外,飞机的发动机连接着螺旋桨,螺旋桨转动,带动气流,也能使飞机长时间在天上飞行。

极光的形成

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