生活中的物理小常识.doc

-/ 生活中的物理小常识 作者：王福昆 来源：xsk 点击：24838次 评论：0条 跳高运动员为什么要助跑? 　　跳高运动员能腾起越过横杆，靠的是助跑的惯性力和起跳蹬地的支撑反作用力。由于惯性力的方向是水平向前的，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，应该尽可能增大这两项数值。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力量；再则，还须充分利用水平速度来增大腾起初速度，因此，腾起角应小于90度。至于腾起初速度，则和运动员的素质和技术的熟练程度密切相关。腾起初速度越大，跳得就越高。当腾起角一定时，腾起初速度是起决定作用的。 为什么可以用吸管“喝”汽水? 　这是生活中常见的现象，在嘴还没有从管内吸气时，管内外液面是相平的。这时，管内外液面上的气体压强相等；在嘴从管内吸气时，管内气体减少，管内液面上的压强也减少，这时管子内液面上的气体压强小于管外作用的液面上的大气压。所以，我们说这个现象的原因是大气压作用的结果。喝汽水时，首先要将管子插入汽水里，当嘴吸气里，管内便有一部分气体被吸进嘴里，便造成了管内剩余气体体积变大，压强变小，且小于管外的大气压，因而在管外大气压的作用下，汽水便沿管子上升，被吸进嘴里。 暖水瓶为什么能保温? 　　热的传递方式有三种：热对流，热传导，热辐射。热的对流主要发生在液体和气体之间，热流上升，冷流下降，通过不断循环达到动态平衡，热的传导发生在热的导体上，热从高温的一端向低温一端传导，热的辐射不需要媒介，它通过辐射的方式向低温处传热。暖水瓶的瓶胆与外壳之间是空气，空气是热的不良导体，热传导降低了许多，瓶胆内部光滑如镜，降低了辐射，所以暖水瓶能保温。 熟鸡蛋在冷水里浸一下就容易剥壳？ 　　要弄清这个问题，我们首先必须知道水在这一过程中起什么作用?在我们所遇到物质中，除少数几种以外，大多数都有“热胀冷缩”这样一种物理特性。但是，各种物质的伸缩程度又各不相同。鸡蛋是由于硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的，它们的伸缩情况也不一样。在温度变化不大或温度变化均匀时，还显不出什么，但一到温度剧烈变化时，蛋白和蛋壳的步调就不一致了，当煮得滚热的鸡蛋骤然浸到冷水里时，冷水使它的温度发生很大的变化。蛋壳猛然收缩。蛋白还处在原有温度没缩小体积，这时候就有一部分蛋白被蛋壳挤压进蛋的空头处，随后，蛋白又因温度渐渐降低，也逐渐收缩，由于蛋白、蛋壳和蛋黄的收缩程度不同，这就形成了蛋白与蛋黄的脱离。因此，剥起来就不会连蛋壳带肉一起下来了。 电梯上的特殊感觉 　　“超重”和“失重”是两种物理现象，地球上任何事物都受重力的作用。如果有力使物体克服重力作向上加速运动，那么就会呈现超重现象。如果物体沿着重力作向下加速运动，就会呈现失重现象。 触电的人是被电"吸"住了吗 　　常听人们有这种说法：触电时人被电吸住了，抽不开。 　　实际上这个说法是错误的。我们知道，不论是否存在电流，在一般情况正导线中、电器中的正、负电荷的电量是相等的，对外的静电作用是相互抵消。即使局部地方偶尔出现少许正、负电荷但不相等，其静电引力也是微不足道的。但是问题出现了，人手触电时，为什么有时不把手抽回来？难道不想抽回来？显然是被吸住了抽不回来。对这一提问可用电流的生理效应来解释。 　　人手触电时，由于电流的刺激，手会由痉挛到麻痹。即使发出抽回手的指令，无奈手已无法执行这一指令了。调查表明，绝大多数触电死亡者，都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。 如若触电时间再长一点，人的中枢神经都已麻痹，此时更不会抽手了。 这些过程都是在较短的时间内发生的。 　　如手的背面触电，对一般的民用电，则不容易导致死亡，有经验的电工为了判断用电器是否漏电而手边又无验电笔，有时就用食指指甲一面去轻触用电器外壳。若漏电，则食指将因条件反向而弯曲，弯曲的方向又恰是脱离用电器的方向。这样，触电时间很短，不致有危险。当然，电压很高，这样作也会发生危险。 家庭节电小常识 　　照明节电 日光灯具有发光效率高、光线柔和、寿命长、耗电少的特点，一盏14瓦节能日光灯的亮度相当于75瓦白炽灯的亮度，所以用日光灯代替白炽灯可以使耗电量大大降低。在走廊和卫生间可以安装小功率的日光灯。看电视时，只开1瓦节电日光灯，既节约用电，收看效果又理想。还要做到人走灯灭，消灭“长明灯”。 　　电视机节电 电视机的最亮状态比最暗状态多耗电50～60%；音量开得越大，耗电量也越大。所以看电视时，亮度和音量应调在人感觉最佳的状态，不要过亮，音量也不要太大。这样不仅能节电，而且有助于延长电视机的使用寿命。有些电视机只要插上电源插头，显像管就预热，耗电量为6～8瓦。所以电视机关上后，应把插头从电源插座上拔下来。 　　电冰箱节电 电冰箱应放置在阴凉通风处，决不能靠近热源，以保证散热片很好地散热。使用时，尽量减少开门次数和时间。电冰箱内的食物不要塞得太满，食物之间要留有空隙，以便冷气对流。准备食用的冷冻食物，要提前在冷藏室里慢慢融化，这样可以降低冷藏室温度，节省电能消耗。 　　洗衣机节电 洗衣机的耗电量取决于电动机的额定功率和使用时间的长短。电动机的功率是固定的，所以恰当地减少洗涤时间，就能节约用电。洗涤时间的长短，要根据衣物的种类和脏污程度来决定。一般洗涤丝绸等精细衣物的时间可短些，洗涤棉、麻等粗厚织物的时间可稍长些。如果用洗衣机漂洗，可以先把衣物上的肥皂水或洗衣粉泡沫拧干，再进行漂洗，既可以节约用电，也减少了漂清次数，达到节电的目的。 　　电风扇节电 一般扇叶大的电风扇，电功率就大，消耗的电能也多。同一台电风扇的最快档与最慢档的耗电量相差约40%，在快档上使用1小时的耗电量可在慢档上使用将近2小时。所以，常用慢速度，可减少电风扇的耗电量。 千变万化的物理现象，像一个个的谜。当我们掌握了必要的物理知识，揭开谜底的时候就会感悟到物理现象是十分有趣的。我们掌握了必要的物理知识，不仅能解释这些现象，也能利用他们为人类服务。 　　现象1：冰棍冒汽。 　　夏天，热气逼人，吃上一根冰棍才舒服呢！你注意过吗，冰棍从冷藏箱里拿出来往往还冒“汽”哩！这是什么原因呢？ 　　夏天，由于外面的气温比冰棍的温度高得多，冰棍一旦遇到空气就要融化，融化时要从周围的空气中吸收大量的热，使空气的温度下降。平时空气里含有一定量的水蒸气，由于温度突然降低，就达到饱和或过饱和状态。也就是说，冰棍周围的空气由于温度降低，便容纳不下原来所含的那么多水蒸气了。在这种情况下，多余的水蒸气就结成微小的水珠，形成一团团飘浮着的雾状水滴，经光线照射，就成了白色的水汽。 　　现象2：服装的颜色。 　　“冬不穿白，夏不穿黑。”这是人们从生活实践中总结出来的经验，你知道它包含的科学道理吗？太阳不仅给人们送来光明，而且还送来了大量的辐射热。对于辐射热来说，黑色也是只吸收，不反射，而白色正好相反。白色的东西能够反射所有颜色的光线，因此看起来就是白色的；而黑色的东西却能吸收所有颜色的光线，没有光线反射回来，所以看起来就是黑色的了。一般说来，深色的东西，对太阳光和辐射热，吸收多，反射少；而浅色的东西，则反射多，吸收少。因此，夏天人们都喜欢穿浅色衣服，像白色、灰色、浅蓝、淡黄等，这些颜色能把大量的光线和辐射热反射掉，使人感到凉爽；冬季穿黑色和深蓝色的衣服最好，它们能够大量地吸收光和辐射热，人自然就感到暖和了。 　　现象３：多孔的冻豆腐。 　　豆腐本来是光滑细嫩的，冰冻以后，它的模样为什么会变得象泡沫塑料呢？ 　豆腐的内部有无数的小孔，这些小孔大小不一，有的互相连通，有的闭合成一个个小“容器”，这些小孔里面都充满了水分。我们知道，水有一种奇异的特性：在4℃时，它的密度最大，体积最小；到0℃时，结成了冰，它的体积不是缩小而是胀大了，比常温时水的体积要大10%左右。当豆腐的温度降到0℃以下时，里面的水分结成冰，原来的小孔便被冰撑大了，整块豆腐就被挤压成网络形状。等到冰融化成水从豆腐里跑掉以后，就留下了数不清的孔洞，使豆腐变得象泡沫塑料一样。冻豆腐经过烹调，这些孔洞里都灌进了汤汁，吃起来不但富有弹性，而且味道也格外鲜美可口。 现象１：液体蒸发。 　　将温度计固定在铁支架的横杆上，观察这时温度计的读数（即室温值）。在温度计的感温泡外包两层干纱布（用纸胶带略加粘贴），并用扇子对着扇风，则可看到其液柱并不发生移动。 　　把温度计的感温泡连同纱布一起浸没在酒精中，仍可看到温度计的读数不变（酒精温度同于室温）。 　当移去酒精瓶后，随着纱布上酒精的蒸发，温度计的读数会明显下降。此刻对着温度计的感温泡扇扇子，温度计的读数就下降得更快。 　　上述对比演示表明：液体蒸发时要吸收热量；扇扇子不能降低物体的温度，只能加快液体的蒸发。 　　现象２：“热得快”。 　　“热得快”通常是用一种较细的金属管绕制成加热螺圈，管内装有电热丝，并灌入氧化镁粉之类的绝缘材料，把电热丝封装固定在管中间，使其不与管壁接触。电热丝的两端分别与电源线相接。通电后，电流从电热丝中流过，电热丝便发热。 　　如果把“热得快”浸没在液体中，热量通过液体很快散发出来，这样使液体很快被加热，而且也不会烧坏电热丝。如果让“热得快”在空气中干烧，热量不易散发，金属外管会很快烤焦，甚至烧红，管内的电热丝便会烧断。 　　由于“热得快”中的电热丝是用镍铁合金制成的细丝，一般较脆、容易震断。“热得快”不能剧烈震动，如果表面有水垢或附着物，可用小毛刷轻轻刷掉，不要用硬物敲击或用小刀刮削。“热得快”是生活中常用的一种电加热器，可以用来烧开水、热牛奶、煮咖啡等，快捷而方便。 现象１：饭菜的香味。 　　如果我们在厨房里做饭炒菜，在屋外的人也能闻到饭菜的香味。有时候锅里的油才烧热，厨房外面的人就闻到了油香。香味是怎么被人闻到的呢？在烹调的过程中，饭菜的分子有一部分被蒸发到空气中，渐渐地向四面八方运动，当它们钻进我们的鼻孔时，我们就闻到香味了。这个过程叫做扩散现象。正是气体的扩散作用帮助人们闻到了各种气味。 　　扩散现象不单气体里有，液体里也有。做汤的时候，滴进几滴酱油，即使不搅拌，整个汤里也会逐渐均匀地染上酱油的色泽，并富有酱油的美味。这就是酱油在汤里扩散的结果。 　　固体之间也有扩散现象。有人曾经做过这样的实验：把一块铅片和一块金片，分别磨光，压在一起，在室温下(20℃)放置五年，金片和铅片便连在一块，它们互相混合的深度约一厘米。我们知道，在室温下，金和铅是不会熔解的，但是它们的接触面竟生成了一层均匀的铅金合金，这就是扩散作用在固体中玩的把戏。 　　扩散现象生动地证明，无论是那一种形态的物质，它们的分子无时无刻不在运动，当它们互相接触的时候，彼此就要扩散到对方当中去。随着温度的升高，分子无规则运动的速度增大，扩散也加快。 　　现象２：膨胀的爆米花。 　　“砰！”随着一声巨响，爆米花的香气便飘散开来。爆米花个大粒圆，酥脆芳香，是很受欢迎的一种膨体食品。大米经过爆米机一加工，体积陡然胀大好多倍，难怪人们风趣地把爆米机称作“粮食扩大器”哩！那么，米粒是怎样被扩大的呢？ 　　我们知道，密封在容器中的气体，都有一个特别的脾气：温度增高，压强就增大。给爆米机加热的时候，密封在罐里的空气的压强逐渐增大；同时，装在里面的大米逐渐被加热，贮存在米里的水分也逐渐蒸发出来，聚积在铁罐内。罐的温度不断升高，罐内的气压越来越大，这种高压阻止米中水分继续蒸发，使残存在米中的水分也逐渐升温升压，一个个米粒象憋足了气的小气球，只因为受到罐内气压的约束，它们才不能爆开。当罐内气压升高到2—3个大气压的时候（这从气压表上可以看出），便停止加热。这时，爆米花的师傅拿一条长布袋套在爆米机的口上，然后打开盖子。说时迟，那时快，在一声巨响中，大米喷到布袋里了。高温高压的米粒突然进入气压较低的环境中，憋在米粒中的高温高压水分，失去了约束力，便急骤膨胀，使米粒迅速胀大，变成了爆米花。 　　透过爆米花，使我们看到了“高温高压”的巨大力量。节日的焰火、鞭炮，工地上的爆破，工厂里的蒸汽锤，大力士蒸汽火车头……它们那种有声有色的表演，都是“高温高压”导演出来的。随着科学技术的发展，它已成为生产上的强大动力。 现象１：接地放电。 　　地球是良好的导体，由于它特别大，所以能够接受大量电荷而不明显地改变地球的电势，这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水，并不能明显改变海平面的高度一样。如果用导线将带电导体与地球相连，电荷将从带电体流向地球，直到导体带电特别少，可以认为它不再带电。生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累，这时接地是一项有效措施。 　　现象２：尖端放电。 　　通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了。空气电离后产生的负电荷就是电子，失去电子的原子带正电，叫做正离子。 　　由于同种电荷相互排斥，导体上的静电荷总是分布在表面上，而且一般说来分布是不均匀的，导体尖端的电荷特别密集，所以尖端附近空气中的电场特别强，使得空气中残存的少量离子加速运动。这些高速运动的离子撞击空气分子，使更多的分子电离。这时空气成为导体，于是产生了尖端放电现象。 　　现象３：火花放电。 　　当高压带电体与导体靠得很近时，强大的电场会使它们之间的空气瞬间电离，电荷通过电离的空气形成电流。由于电流特别大，产生大量的热，使空气发声发光，产生电火花，这种放电现象叫火花放电。 　　火花放电在生活中常会遇到。干燥的冬天，身穿毛衣和化纤衣服，长时间走路之后，由于摩擦，身体上会积累静电荷，这时如果手指靠近金属物品，你会感到手上有针刺般的疼痛感，这就是火花放电引起的，如果事先拿一把钥匙，让钥匙的尖端靠近其他金属体，就会避免疼痛。在光线较暗的地方试一试，在钥匙尖端靠近金属体的时候,，不但会听到响声，还会看到火花。在一些工厂或实验室里，存在大量易燃气体，工作人员要穿一种特制的鞋，这种鞋的导电性能很好，能够将电荷导入大地,避免电荷在人体上的积累，以免产生火花放电，引起火灾。