物理学是现代科学发展的基础学科,许多重要的科学研究和发明创造都是从物理学出发的。青少年学生或许会认为物理学的理论知识离现实生活很遥远,其实这种观点是不对的。
宋学军编著的《谁会是下一个牛顿(最让人受启发的物理现象)》就对我们日常生活中常见的物理现象进行了分析,并从这些现象引申出可以给我们的启发,让我们真切感受到物理学的趣味和魅力。通过对本书的阅读,读者可以切实体会到:物理学其实是一门很有趣的学科,通过学习物理学可以开拓我们的视野,丰富我们的知识,激发我们的智慧。只要我们善于将其和生活实践联系起来,物理学就会变得很有趣!
我们在小时候都会问这样的问题:飞机是怎么飞起来的?天空中为什么会有彩虹?船为什么能在水中浮起来?空调为什么要安装在房间的高处?乘车为什么要系上安全带?……这些看似平常的问题,往往会让我们久久充满疑惑……
阅读宋学军编著的《谁会是下一个牛顿(最让人受启发的物理现象)》,将会让你获得这类问题的满意答案。《谁会是下一个牛顿(最让人受启发的物理现象)》把看似复杂的物理现象、定律、公式巧妙地穿插在一个个有趣的讲述中,使广大读者在不知不觉中对物理产生兴趣、获得知识。翻开本书你会发现,这里是一个充满乐趣的物理学海洋,这里有美妙的规律、大胆的猜想、巧妙的论证、匪夷所思的发明创造。这本书,会让你深情而热切地爱上物理。
宇宙是由物质构成的。力使物质聚在一起,产生运动。力是指物体之间的相互作用。一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,力是不能摆脱物体而独立存在的。万有引力(或引力)是最基本的力之一。任何一种物质都有引力,从构成原子的微小粒子到最大的恒星,无一例外。万有引力是指所有物质都互相吸引着对方的力。
一、无处不在的力
力是个非常黏人的东西,因为它总是喜欢跟着我们,下面就带领大家去认识一下这些在我们的生活中无处不在的力。
首先,我们一定要认识这位跟我们时刻不离的力——重力。要知道,我们在任何情况下都一定会受到重力的作用。虽然我们不喜欢它跟着我们,不过我们的生活还真不能离开它。因为只要你想安稳地站在地上,不想在空中飘着,就一定要受到重力的作用。
地球上所有的物体都要受到重力的作用,不仅我们人类,其他的生物和物体也同样要受到它的作用,就连高山、流水和空气也逃脱不掉。
说到重力,就不得不提起牛顿。一次偶然的机会,牛顿看到了苹果落地的现象后陷入了思考:为什么苹果会自己掉到地上来呢?又没有人上去摘。于是,他就发现了重力的存在,是重力的作用促使苹果掉到了地上。
重力还有个好朋友,它们也是形影不离的,那就是支持力。也就是说,我们在受到重力的同时,也同样会受到支持力。那么支持力是谁给我们的呢?是支持我们的物体。如果我们站在桌子上,那么就是桌子给我们支持力;如果我们躺在床上,那就是床给我们支持力;如果我们站在地上,那给我们支持力的就是大地。如果没有其他的力来凑热闹,我们所受到的支持力与我们本身的重力是相等的。其实这也是牛顿说的,即牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力是大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上的两个力。
还有一个力也是很讨厌的,那就是摩擦力,这是一种阻碍相对运动的力。当我们骑着自行车向前行走时,摩擦力就出现了。本来我们可以骑得很快,可就是因为摩擦力在作怪,所以才限制了我们的速度。不过这样也好,最起码减少了交通事故的发生。如果没有摩擦力,那还不都成了飞车了?摩擦力是两个表面接触的物体相互运动时互相施加的一种力。
任何质地的物质表面,或者有起伏的表面,甚至是玻璃上,都会有摩擦力存在,它的表面与沙砾相比,只不过是表面更加光滑而已。物体表面上的起伏对于运动的抵抗效果就如同崎岖不平的道路对于汽车速度的减慢。摩擦力实际上是由于两个物体的分子被虚弱地连接在一起,然后又被分开形成的。摩擦力有一个特点,那就是它只喜欢跟着运动的人,而如果我们老老实实地坐在那里,摩擦力是不会找上门儿的。
二、怎样让溜冰鞋一直滑下去
我们穿着溜冰鞋溜冰的时候,有没有为了躲让突然从路口冲出来的人或小狗而摔倒过?我们每个人应该都经历过类似的事情,那么,为什么想拼命停下来的时候,却怎么也停不下来呢?当公交车正在急速行驶的时候,司机突然紧急刹车,车里的乘客们会怎么样呢?结果是:他们的身体会向前倾。相反,如果是司机突然开动公交车的时候,乘客的身体就会向后倾。这个时候,你还可以观察一下公交车的扶手,你会发现公交车的扶手也会出现同样的现象。如果公交车突然停下来,扶手就会向前倾;如果公交车突然开动,扶手就会向后倾。也就是说,乘客和扶手的运动方向与公交车的运动方向是完全相反的。
正因为这样,所以在公交车上我们才会经常听到“请您坐稳、扶稳”的广播提示,在坐公交车的时候爸爸妈妈才会一上车就开始唠叨,对我们说“坐稳了”、“抓紧扶手”……因为,如果汽车紧急刹车,你的身体就会向前倾,这时你就会失去重心,自然也就很容易摔伤了。 那么,为什么会出现这种现象呢?其实,这是因为物体身上都存在一种惯性,只要不向它施加任何外力,它就会一直保持静止或者匀速直线运动的状态。人们把物体这种想要保持原来运动状态的性质称为惯性,而惯性定律也被称为“牛顿第一定律”。
在我们的日常生活中,经常会利用到惯性原理。比如说小狗使劲抖掉身上的雨滴、人们为了掸掉被子上的灰尘而使劲拍打被子……另外,惯性还会在我们跑步的时候把我们绊倒呢。P1-4
物理学是现代科学发展的基础学科,许多重要的科学研究和发明创造都是从物理学出发的。青少年学生或许会认为物理学的理论知识离现实生活很遥远,其实这种观点是不对的。实际上物理是一门充满思辨的学科,它不但能拓展我们的知识面,它还是引领现代科学进步,催生各类发明创新的源泉。我们要让广大青少年学生认识到,物理学是一门很美妙的学科。对它的学习掌握,可以让你透过现象在更深的层次上发现事物的本质规律,更能让你在不断追求真理的过程中受到启发,从而使自己的头脑变得更加睿智。
在生活中,物理学离我们着实不遥远,甚至可以说是随处可见。神奇玄妙的力学现象,令人惊讶的声学现象,五彩斑斓的光学现象……这些看似不可捉摸的事情,其实每时每刻都发生在我们身边。还有,比如:为什么从高处落下的薄纸片,即使无风纸片下落的路线也是曲折的?冰冻的肉为什么在水中比在同温度的空气中解冻得快?有雪的路面撒些食盐为什么化得快?打雷时,先看到闪电后听到雷声能说明什么问题?加油站为什么会有“禁止用塑料桶装汽油”、“禁止打手机”之类的警告语?……诸如此类的问题其实都包含着一个个物理学道理。
上面这些,其实正是我们身边的物理学,只要我们稍加注意,多进行思考,就会给我们很大的启发。我们知道,物理学家牛顿不就是看到苹果落地,才开始对万有引力进行研究的吗?而发明家瓦特不就是受到了水开后壶盖跳动的启发,而发明了改良蒸汽机吗?本书就对我们日常生活中常见的物理现象进行了分析,并从这些现象引申出可以给我们的启发,让我们真切感受到物理学的趣味和魅力。通过对本书的阅读,读者可以切实体会到:物理学其实是一门很有趣的学科,通过学习物理学可以开拓我们的视野,丰富我们的知识,激发我们的智慧。只要我们善于将其和生活实践联系起来,物理学就会变得很有趣!作为青少年学生,只要我们能做到真正热爱学习,并能从身边的现象中入手,深入研究,不断地探索与追求,就一定能够在自己的人生路上取得骄人的成绩,最终担负起民族复兴的伟大重任。
在本书的编写过程中,得到了一些专家学者的大力帮助,使得本书能够顺利付梓,在此表示真诚的谢意。限于水平,书中难免存在错误和不足之处,敬请广大读者批评指正。