高中物理探究性实验(教育精品).ppt

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1、高中物理探究性趣味实验高中物理探究性趣味实验力力 学学1.1.勤快的勤快的“啄木鸟啄木鸟”重力重力重力重力 弹力弹力弹力弹力 能量转化能量转化能量转化能量转化啄木鸟玩具啄木鸟玩具啄木鸟玩具啄木鸟玩具只要你轻轻地拨一下只要你轻轻地拨一下只要你轻轻地拨一下只要你轻轻地拨一下“鸟鸟鸟鸟”（使弹簧弯曲），（使弹簧弯曲），（使弹簧弯曲），（使弹簧弯曲），“鸟鸟鸟鸟”便会沿便会沿便会沿便会沿着杆向下着杆向下着杆向下着杆向下“走走走走”，并边，并边，并边，并边“走走走走”边边边边忙着忙着忙着忙着“捉虫捉虫捉虫捉虫”。这只这只这只这只“鸟鸟鸟鸟”究竟是怎样完成这一系列动作的呢究竟是怎样完成这一系列动作的呢究竟

2、是怎样完成这一系列动作的呢究竟是怎样完成这一系列动作的呢?关键在于关键在于关键在于关键在于“啄木鸟啄木鸟啄木鸟啄木鸟”的的的的“脚脚脚脚”，即木球的，即木球的，即木球的，即木球的孔径比杆的直径大孔径比杆的直径大孔径比杆的直径大孔径比杆的直径大1/5.1/5.当弹簧向下弯曲时当弹簧向下弯曲时当弹簧向下弯曲时当弹簧向下弯曲时,木球木球木球木球处在如图处在如图处在如图处在如图A A所示的位置所示的位置所示的位置所示的位置;当弹簧向上弯曲时当弹簧向上弯曲时当弹簧向上弯曲时当弹簧向上弯曲时,木木木木球处在如图球处在如图球处在如图球处在如图B B所示的位置所示的位置所示的位置所示的位置.在在在在“啄木鸟啄

3、木鸟啄木鸟啄木鸟”啄动期啄动期啄动期啄动期间，木球的位置不断发生转换。间，木球的位置不断发生转换。间，木球的位置不断发生转换。间，木球的位置不断发生转换。想一想：想一想：AB若更换一个劲度系数大一些的弹簧，则若更换一个劲度系数大一些的弹簧，则若更换一个劲度系数大一些的弹簧，则若更换一个劲度系数大一些的弹簧，则“啄木啄木啄木啄木鸟鸟鸟鸟”的运动有什么变化？若更换一个质量大一些的运动有什么变化？若更换一个质量大一些的运动有什么变化？若更换一个质量大一些的运动有什么变化？若更换一个质量大一些的的的的“啄木鸟啄木鸟啄木鸟啄木鸟”，则它的运动又有什么变化？，则它的运动又有什么变化？，则它的运动又有什么变

4、化？，则它的运动又有什么变化？若更换一个劲度系数大一些的弹簧，则若更换一个劲度系数大一些的弹簧，则若更换一个劲度系数大一些的弹簧，则若更换一个劲度系数大一些的弹簧，则“啄啄啄啄木鸟木鸟木鸟木鸟”的运动频率将会变快，原因是弹簧振动的运动频率将会变快，原因是弹簧振动的运动频率将会变快，原因是弹簧振动的运动频率将会变快，原因是弹簧振动的周期与弹簧的劲度系数有关，劲度系数越大，的周期与弹簧的劲度系数有关，劲度系数越大，的周期与弹簧的劲度系数有关，劲度系数越大，的周期与弹簧的劲度系数有关，劲度系数越大，周期越短，故周期越短，故周期越短，故周期越短，故“啄木鸟啄木鸟啄木鸟啄木鸟”的运动频率将会变快。的运动

5、频率将会变快。的运动频率将会变快。的运动频率将会变快。若更换一个质量大一些的若更换一个质量大一些的若更换一个质量大一些的若更换一个质量大一些的“啄木鸟啄木鸟啄木鸟啄木鸟”，则由于，则由于，则由于，则由于弹簧的振动周期与质量的关系是质量越大，周弹簧的振动周期与质量的关系是质量越大，周弹簧的振动周期与质量的关系是质量越大，周弹簧的振动周期与质量的关系是质量越大，周期越长，故期越长，故期越长，故期越长，故“啄木鸟啄木鸟啄木鸟啄木鸟”的运动频率将会变慢。的运动频率将会变慢。的运动频率将会变慢。的运动频率将会变慢。“啄木鸟啄木鸟啄木鸟啄木鸟”运动的能量是从哪里来的？你能分运动的能量是从哪里来的？你能分运

6、动的能量是从哪里来的？你能分运动的能量是从哪里来的？你能分清清清清“啄木鸟啄木鸟啄木鸟啄木鸟”的能量转化过程吗？的能量转化过程吗？的能量转化过程吗？的能量转化过程吗？l l“啄木鸟啄木鸟啄木鸟啄木鸟”最初振动的能量由外界输入，即先最初振动的能量由外界输入，即先最初振动的能量由外界输入，即先最初振动的能量由外界输入，即先用手拨动得到了弹性势能，然后弹性势能与振用手拨动得到了弹性势能，然后弹性势能与振用手拨动得到了弹性势能，然后弹性势能与振用手拨动得到了弹性势能，然后弹性势能与振动的动能不断地转化，同时动的动能不断地转化，同时动的动能不断地转化，同时动的动能不断地转化，同时“啄木鸟啄木鸟啄木鸟啄木

7、鸟”将沿杆将沿杆将沿杆将沿杆下降，下降过程中下降，下降过程中下降，下降过程中下降，下降过程中“啄木鸟啄木鸟啄木鸟啄木鸟”的重力势能转化的重力势能转化的重力势能转化的重力势能转化为向下运动的动能，同时还有一部分又转化为为向下运动的动能，同时还有一部分又转化为为向下运动的动能，同时还有一部分又转化为为向下运动的动能，同时还有一部分又转化为“啄木鸟啄木鸟啄木鸟啄木鸟”振动的能量及摩擦产生的内能，因振动的能量及摩擦产生的内能，因振动的能量及摩擦产生的内能，因振动的能量及摩擦产生的内能，因此这只此这只此这只此这只“小鸟小鸟小鸟小鸟”将会有足够的能量忙个不停。将会有足够的能量忙个不停。将会有足够的能量忙个

8、不停。将会有足够的能量忙个不停。2.2.神奇的神奇的“药丸药丸”将这将这将这将这“药丸药丸药丸药丸”置于书上（不能太光滑）或置于书上（不能太光滑）或置于书上（不能太光滑）或置于书上（不能太光滑）或其他较粗糙的、可倾斜的平面上（如图），先其他较粗糙的、可倾斜的平面上（如图），先其他较粗糙的、可倾斜的平面上（如图），先其他较粗糙的、可倾斜的平面上（如图），先让你的朋友看清这是一粒很普通的药丸，然后让你的朋友看清这是一粒很普通的药丸，然后让你的朋友看清这是一粒很普通的药丸，然后让你的朋友看清这是一粒很普通的药丸，然后将书倾斜，将书倾斜，将书倾斜，将书倾斜，“药丸药丸药丸药丸”便能从书的一端翻跟斗，便

9、能从书的一端翻跟斗，便能从书的一端翻跟斗，便能从书的一端翻跟斗，一直翻到另一端。一直翻到另一端。一直翻到另一端。一直翻到另一端。重心重心重心重心 力矩力矩力矩力矩为什么这小为什么这小“药丸药丸”能翻跟斗呢？能翻跟斗呢？可以用重力矩知识来解释。当小可以用重力矩知识来解释。当小可以用重力矩知识来解释。当小可以用重力矩知识来解释。当小“药丸药丸药丸药丸”放在斜放在斜放在斜放在斜面上时，在重力的作用下，小钢珠将沿着面上时，在重力的作用下，小钢珠将沿着面上时，在重力的作用下，小钢珠将沿着面上时，在重力的作用下，小钢珠将沿着“药丸药丸药丸药丸”壁壁壁壁往下运动，此时往下运动，此时往下运动，此时往下运动，此

10、时“药丸药丸药丸药丸”在斜面上也下滑，但由于斜在斜面上也下滑，但由于斜在斜面上也下滑，但由于斜在斜面上也下滑，但由于斜面较为粗糙，故小钢珠运动速度大于面较为粗糙，故小钢珠运动速度大于面较为粗糙，故小钢珠运动速度大于面较为粗糙，故小钢珠运动速度大于“药丸药丸药丸药丸”下滑的下滑的下滑的下滑的速度，小钢珠先下滑至速度，小钢珠先下滑至速度，小钢珠先下滑至速度，小钢珠先下滑至“药丸药丸药丸药丸”的底部。当小钢珠至的底部。当小钢珠至的底部。当小钢珠至的底部。当小钢珠至“药丸药丸药丸药丸”底部时，底部时，底部时，底部时，“药丸药丸药丸药丸”在重力矩的作用下将转过在重力矩的作用下将转过在重力矩的作用下将转过

11、在重力矩的作用下将转过180.180.180.180.此时，在重力的作用下，小钢珠又将沿着此时，在重力的作用下，小钢珠又将沿着此时，在重力的作用下，小钢珠又将沿着此时，在重力的作用下，小钢珠又将沿着“药药药药丸丸丸丸”壁往下运动，原来的动作将周期性地重复出现。壁往下运动，原来的动作将周期性地重复出现。壁往下运动，原来的动作将周期性地重复出现。壁往下运动，原来的动作将周期性地重复出现。GG若若“药丸药丸”底部不是一个半球面，而是底部不是一个半球面，而是一个平面，则该小玩意儿还能翻跟斗吗？一个平面，则该小玩意儿还能翻跟斗吗？如图所示，如图所示，如图所示，如图所示，若若若若“药丸药丸药丸药丸”底部是

12、一个平面，底部是一个平面，底部是一个平面，底部是一个平面，则小钢珠处在则小钢珠处在则小钢珠处在则小钢珠处在“药丸药丸药丸药丸”底部时，重力的作用线底部时，重力的作用线底部时，重力的作用线底部时，重力的作用线一般是过支持面的，故无力矩使一般是过支持面的，故无力矩使一般是过支持面的，故无力矩使一般是过支持面的，故无力矩使“药丸药丸药丸药丸”翻转，翻转，翻转，翻转，因此该小玩意儿不会翻跟斗。因此该小玩意儿不会翻跟斗。因此该小玩意儿不会翻跟斗。因此该小玩意儿不会翻跟斗。G3.3.摩擦力的较量摩擦力的较量实验实验实验实验1 1 1 1：将一把尺水平放在你的双手手指上抬着，将一把尺水平放在你的双手手指上抬

13、着，将一把尺水平放在你的双手手指上抬着，将一把尺水平放在你的双手手指上抬着，缓慢地移动两手指，它们将总是恰好在尺的中缓慢地移动两手指，它们将总是恰好在尺的中缓慢地移动两手指，它们将总是恰好在尺的中缓慢地移动两手指，它们将总是恰好在尺的中心相遇；若将尺换成一根质量不均匀的杆，则心相遇；若将尺换成一根质量不均匀的杆，则心相遇；若将尺换成一根质量不均匀的杆，则心相遇；若将尺换成一根质量不均匀的杆，则你的两手指将总是在杆的重心位置相遇。你的两手指将总是在杆的重心位置相遇。你的两手指将总是在杆的重心位置相遇。你的两手指将总是在杆的重心位置相遇。滑动摩擦力滑动摩擦力滑动摩擦力滑动摩擦力 静摩擦力静摩擦力静

14、摩擦力静摩擦力 最大静摩擦力最大静摩擦力最大静摩擦力最大静摩擦力 在实验在实验1 1中，为何两手指总在杆的重心处相遇？中，为何两手指总在杆的重心处相遇？l l这涉及到滑动摩擦力、最大静摩擦力与压力成正这涉及到滑动摩擦力、最大静摩擦力与压力成正这涉及到滑动摩擦力、最大静摩擦力与压力成正这涉及到滑动摩擦力、最大静摩擦力与压力成正比的知识。在移动两手指时，若左手手指比右比的知识。在移动两手指时，若左手手指比右比的知识。在移动两手指时，若左手手指比右比的知识。在移动两手指时，若左手手指比右手手指离杆的重心较远，则左手手指上的压力手手指离杆的重心较远，则左手手指上的压力手手指离杆的重心较远，则左手手指上

15、的压力手手指离杆的重心较远，则左手手指上的压力小于右手手指上的压力，左手手指与杆间的摩小于右手手指上的压力，左手手指与杆间的摩小于右手手指上的压力，左手手指与杆间的摩小于右手手指上的压力，左手手指与杆间的摩擦力也小于右手手指与杆间的摩擦力，故左手擦力也小于右手手指与杆间的摩擦力，故左手擦力也小于右手手指与杆间的摩擦力，故左手擦力也小于右手手指与杆间的摩擦力，故左手手指先滑动。一旦左手手指比右手手指离重心手指先滑动。一旦左手手指比右手手指离重心手指先滑动。一旦左手手指比右手手指离重心手指先滑动。一旦左手手指比右手手指离重心较近时，左手手指与杆间的摩擦力将大于右手较近时，左手手指与杆间的摩擦力将大

16、于右手较近时，左手手指与杆间的摩擦力将大于右手较近时，左手手指与杆间的摩擦力将大于右手手指与杆间的摩擦力，左手手指将暂停滑动，手指与杆间的摩擦力，左手手指将暂停滑动，手指与杆间的摩擦力，左手手指将暂停滑动，手指与杆间的摩擦力，左手手指将暂停滑动，而右手手指将开始滑动。如此周而复始，最终而右手手指将开始滑动。如此周而复始，最终而右手手指将开始滑动。如此周而复始，最终而右手手指将开始滑动。如此周而复始，最终两手手指必将同时到达重心位置。两手手指必将同时到达重心位置。两手手指必将同时到达重心位置。两手手指必将同时到达重心位置。【想一想想一想想一想想一想】实验实验实验实验2 2 2 2：用一根绳，在绳

17、上系两个一大一小松开的用一根绳，在绳上系两个一大一小松开的用一根绳，在绳上系两个一大一小松开的用一根绳，在绳上系两个一大一小松开的结，缓慢地拉绳的两端，两结将同时被收紧而结，缓慢地拉绳的两端，两结将同时被收紧而结，缓慢地拉绳的两端，两结将同时被收紧而结，缓慢地拉绳的两端，两结将同时被收紧而无先后之分。无先后之分。无先后之分。无先后之分。在实验在实验2 2中，为何两结总是同时被收紧？中，为何两结总是同时被收紧？l l原来小的结绳与绳之间的压力较大，故摩擦力也原来小的结绳与绳之间的压力较大，故摩擦力也原来小的结绳与绳之间的压力较大，故摩擦力也原来小的结绳与绳之间的压力较大，故摩擦力也较大。若左侧的

18、结较大，当拉绳子时，左侧结较大。若左侧的结较大，当拉绳子时，左侧结较大。若左侧的结较大，当拉绳子时，左侧结较大。若左侧的结较大，当拉绳子时，左侧结由于摩擦力较小，故将先收缩，而右侧的结由由于摩擦力较小，故将先收缩，而右侧的结由由于摩擦力较小，故将先收缩，而右侧的结由由于摩擦力较小，故将先收缩，而右侧的结由于摩擦力较大而保持原样。一旦左侧的结收缩于摩擦力较大而保持原样。一旦左侧的结收缩于摩擦力较大而保持原样。一旦左侧的结收缩于摩擦力较大而保持原样。一旦左侧的结收缩到小于右侧的结后，该结的摩擦力将大于右侧到小于右侧的结后，该结的摩擦力将大于右侧到小于右侧的结后，该结的摩擦力将大于右侧到小于右侧的结

19、后，该结的摩擦力将大于右侧的结，在摩擦力的作用下，该结将暂停收缩，的结，在摩擦力的作用下，该结将暂停收缩，的结，在摩擦力的作用下，该结将暂停收缩，的结，在摩擦力的作用下，该结将暂停收缩，而右侧结开始收缩。如此周而复始，最终两结而右侧结开始收缩。如此周而复始，最终两结而右侧结开始收缩。如此周而复始，最终两结而右侧结开始收缩。如此周而复始，最终两结将被同时收缩。将被同时收缩。将被同时收缩。将被同时收缩。【想一想想一想想一想想一想】实验实验实验实验3 3 3 3：有一根均匀的木条，甲、乙两人用手各托有一根均匀的木条，甲、乙两人用手各托有一根均匀的木条，甲、乙两人用手各托有一根均匀的木条，甲、乙两人用

20、手各托其一端分别向两边拉（假定两人手与木条的摩其一端分别向两边拉（假定两人手与木条的摩其一端分别向两边拉（假定两人手与木条的摩其一端分别向两边拉（假定两人手与木条的摩擦因数相同），一边高，一边低，看谁能获胜。擦因数相同），一边高，一边低，看谁能获胜。擦因数相同），一边高，一边低，看谁能获胜。擦因数相同），一边高，一边低，看谁能获胜。在实验在实验3 3中，总是低的一方获胜，为什么？中，总是低的一方获胜，为什么？l l当促使物体运动的外力大于最大静摩擦力时，物体将相对滑动。木条当促使物体运动的外力大于最大静摩擦力时，物体将相对滑动。木条当促使物体运动的外力大于最大静摩擦力时，物体将相对滑动。木条当

21、促使物体运动的外力大于最大静摩擦力时，物体将相对滑动。木条受力如图所示。受力如图所示。受力如图所示。受力如图所示。G G为木条重力，为木条重力，为木条重力，为木条重力，N N甲甲甲甲、N N乙乙乙乙分别是手对木条的支持力，分别是手对木条的支持力，分别是手对木条的支持力，分别是手对木条的支持力，f f甲甲甲甲、f f乙乙乙乙是手对木条的静摩擦力。将重力是手对木条的静摩擦力。将重力是手对木条的静摩擦力。将重力是手对木条的静摩擦力。将重力G G沿木条方向和垂直于木条方沿木条方向和垂直于木条方沿木条方向和垂直于木条方沿木条方向和垂直于木条方向分解为向分解为向分解为向分解为G Gx x 、G Gy y

22、。由各力对。由各力对。由各力对。由各力对O O点力矩平衡可得，点力矩平衡可得，点力矩平衡可得，点力矩平衡可得，N N甲甲甲甲=N N乙乙乙乙。由力的平。由力的平。由力的平。由力的平衡可得，衡可得，衡可得，衡可得，f f甲甲甲甲=f f乙乙乙乙+G Gx x ，即，即，即，即f f甲甲甲甲f f乙乙乙乙。由于。由于。由于。由于N N甲甲甲甲与与与与N N乙乙乙乙相等，且静摩擦因数相等，且静摩擦因数相等，且静摩擦因数相等，且静摩擦因数相同，故甲、乙双方的最大静摩擦力相等，而相同，故甲、乙双方的最大静摩擦力相等，而相同，故甲、乙双方的最大静摩擦力相等，而相同，故甲、乙双方的最大静摩擦力相等，而f f

23、甲甲甲甲f f乙乙乙乙，所以一定是，所以一定是，所以一定是，所以一定是甲先达到最大静摩擦力而滑动，故总是位置低的一方获胜。甲先达到最大静摩擦力而滑动，故总是位置低的一方获胜。甲先达到最大静摩擦力而滑动，故总是位置低的一方获胜。甲先达到最大静摩擦力而滑动，故总是位置低的一方获胜。【想一想想一想想一想想一想】OGGyGxN甲甲N乙乙f乙乙f甲甲4.4.以一顶十以一顶十l l先在桌上放先在桌上放先在桌上放先在桌上放1 1 1 1枚钉子，再在该钉枚钉子，再在该钉枚钉子，再在该钉枚钉子，再在该钉子上方横放子上方横放子上方横放子上方横放8 8 8 8枚铁钉，枚铁钉，枚铁钉，枚铁钉，注意钉头注意钉头注意钉头

24、注意钉头和钉尾的位置要交错放，最后再和钉尾的位置要交错放，最后再和钉尾的位置要交错放，最后再和钉尾的位置要交错放，最后再在上方压在上方压在上方压在上方压1 1 1 1枚铁钉，该铁钉的钉枚铁钉，该铁钉的钉枚铁钉，该铁钉的钉枚铁钉，该铁钉的钉头位置与第一头位置与第一头位置与第一头位置与第一 枚钉子方向相反。枚钉子方向相反。枚钉子方向相反。枚钉子方向相反。用手同时拿住第一枚与最后一枚用手同时拿住第一枚与最后一枚用手同时拿住第一枚与最后一枚用手同时拿住第一枚与最后一枚钉子，注意用这两枚钉子夹住其钉子，注意用这两枚钉子夹住其钉子，注意用这两枚钉子夹住其钉子，注意用这两枚钉子夹住其余钉子，再用另一枚铁钉顶

25、住处余钉子，再用另一枚铁钉顶住处余钉子，再用另一枚铁钉顶住处余钉子，再用另一枚铁钉顶住处在下面的那枚钉子中心，小心调在下面的那枚钉子中心，小心调在下面的那枚钉子中心，小心调在下面的那枚钉子中心，小心调节重心位置，最后这节重心位置，最后这节重心位置，最后这节重心位置，最后这10101010枚钉子便枚钉子便枚钉子便枚钉子便被被被被1 1 1 1枚钉子顶住了枚钉子顶住了枚钉子顶住了枚钉子顶住了.共点力平衡共点力平衡共点力平衡共点力平衡 力矩平衡力矩平衡力矩平衡力矩平衡为何这一枚钉子能顶住上方的为何这一枚钉子能顶住上方的1010枚钉子呢？枚钉子呢？研究处于倾斜状态的钉子研究处于倾斜状态的钉子研究处于倾

26、斜状态的钉子研究处于倾斜状态的钉子(如图），受重力如图），受重力如图），受重力如图），受重力G G 、下方钉子的支持力下方钉子的支持力下方钉子的支持力下方钉子的支持力F F、上方钉子的压力、上方钉子的压力、上方钉子的压力、上方钉子的压力F F1 1和和和和F F2 2的的的的作用，这些力的合力为零，又作用，这些力的合力为零，又作用，这些力的合力为零，又作用，这些力的合力为零，又F F 、G G 、F F1 1 、F F2 2 的合力矩也为零，故该钉子能处于平衡状态。的合力矩也为零，故该钉子能处于平衡状态。的合力矩也为零，故该钉子能处于平衡状态。的合力矩也为零，故该钉子能处于平衡状态。研究处于最

27、上方横放的钉子，该钉子受到下方研究处于最上方横放的钉子，该钉子受到下方研究处于最上方横放的钉子，该钉子受到下方研究处于最上方横放的钉子，该钉子受到下方8 8枚钉子对它向上的支持力及向下的重力作用，枚钉子对它向上的支持力及向下的重力作用，枚钉子对它向上的支持力及向下的重力作用，枚钉子对它向上的支持力及向下的重力作用，这些力的合力为零，故能处于平衡状态。这些力的合力为零，故能处于平衡状态。这些力的合力为零，故能处于平衡状态。这些力的合力为零，故能处于平衡状态。研究处于最下方横放的钉子，该钉子受到上方研究处于最下方横放的钉子，该钉子受到上方研究处于最下方横放的钉子，该钉子受到上方研究处于最下方横放的

28、钉子，该钉子受到上方9 9枚钉子对它向下的压力、向下的重力及下方钉枚钉子对它向下的压力、向下的重力及下方钉枚钉子对它向下的压力、向下的重力及下方钉枚钉子对它向下的压力、向下的重力及下方钉子对它向上的支持作用，这些力的合力为零，子对它向上的支持作用，这些力的合力为零，子对它向上的支持作用，这些力的合力为零，子对它向上的支持作用，这些力的合力为零，故能处于平衡状态。故能处于平衡状态。故能处于平衡状态。故能处于平衡状态。研究整体，整体的重心在支持点的下方，是一研究整体，整体的重心在支持点的下方，是一研究整体，整体的重心在支持点的下方，是一研究整体，整体的重心在支持点的下方，是一个稳定平衡。个稳定平衡

29、。个稳定平衡。个稳定平衡。【想一想想一想想一想想一想】FF1F2G5.5.逆风行舟逆风行舟l l用一个泡沫塑料或木料做一个帆船用一个泡沫塑料或木料做一个帆船用一个泡沫塑料或木料做一个帆船用一个泡沫塑料或木料做一个帆船模型，用一根木棍插入船体作为帆模型，用一根木棍插入船体作为帆模型，用一根木棍插入船体作为帆模型，用一根木棍插入船体作为帆船的桅杆，在桅杆上固定一片用塑船的桅杆，在桅杆上固定一片用塑船的桅杆，在桅杆上固定一片用塑船的桅杆，在桅杆上固定一片用塑料垫板做的帆，在穿过船体的木棍料垫板做的帆，在穿过船体的木棍料垫板做的帆，在穿过船体的木棍料垫板做的帆，在穿过船体的木棍的下端加适当配重（例如螺

30、帽等物）的下端加适当配重（例如螺帽等物）的下端加适当配重（例如螺帽等物）的下端加适当配重（例如螺帽等物），使帆船模型能稳定地浮于水中，使帆船模型能稳定地浮于水中，使帆船模型能稳定地浮于水中，使帆船模型能稳定地浮于水中，在船尾下方固定一个小舵。整个帆在船尾下方固定一个小舵。整个帆在船尾下方固定一个小舵。整个帆在船尾下方固定一个小舵。整个帆船如图所示。船如图所示。船如图所示。船如图所示。l l实验时，把船的模型放在一只大水实验时，把船的模型放在一只大水实验时，把船的模型放在一只大水实验时，把船的模型放在一只大水槽（水盆）的水中，用电风扇沿着槽（水盆）的水中，用电风扇沿着槽（水盆）的水中，用电风扇沿

31、着槽（水盆）的水中，用电风扇沿着一定的方向对船吹风，适当调整帆一定的方向对船吹风，适当调整帆一定的方向对船吹风，适当调整帆一定的方向对船吹风，适当调整帆面、舵面的位置和船头的方向，使面、舵面的位置和船头的方向，使面、舵面的位置和船头的方向，使面、舵面的位置和船头的方向，使船能侧逆风而前进。船能侧逆风而前进。船能侧逆风而前进。船能侧逆风而前进。平行四边形平行四边形平行四边形平行四边形 力的合成力的合成力的合成力的合成与分解与分解与分解与分解三角板能够前行的原理三角板能够前行的原理：l l当用铅笔从侧前方顶压三角板的斜边当用铅笔从侧前方顶压三角板的斜边当用铅笔从侧前方顶压三角板的斜边当用铅笔从侧前

32、方顶压三角板的斜边时，铅笔对三角板的力可以分解为对时，铅笔对三角板的力可以分解为对时，铅笔对三角板的力可以分解为对时，铅笔对三角板的力可以分解为对斜边的压力斜边的压力斜边的压力斜边的压力N N和摩擦力和摩擦力和摩擦力和摩擦力f f（见图），我（见图），我（见图），我（见图），我们又可以把们又可以把们又可以把们又可以把N N分解为沿直尺方向的力分解为沿直尺方向的力分解为沿直尺方向的力分解为沿直尺方向的力F F1 1和垂直于直尺方向的压力和垂直于直尺方向的压力和垂直于直尺方向的压力和垂直于直尺方向的压力F F2 2。在摩。在摩。在摩。在摩擦力擦力擦力擦力f f比较小时，可以忽略它的影响，比较小时，

33、可以忽略它的影响，比较小时，可以忽略它的影响，比较小时，可以忽略它的影响，则则则则F F2 2将与直尺作用在三角板上的压力将与直尺作用在三角板上的压力将与直尺作用在三角板上的压力将与直尺作用在三角板上的压力平衡，而平衡，而平衡，而平衡，而F F1 1将推动三角板前进。帆船将推动三角板前进。帆船将推动三角板前进。帆船将推动三角板前进。帆船侧逆风前进的理由与上例类似。侧逆风前进的理由与上例类似。侧逆风前进的理由与上例类似。侧逆风前进的理由与上例类似。右右右右图为俯视图，控制航向，图为俯视图，控制航向，图为俯视图，控制航向，图为俯视图，控制航向，使风从帆面使风从帆面使风从帆面使风从帆面MNMN的外侧

34、前方吹来，的外侧前方吹来，的外侧前方吹来，的外侧前方吹来，风吹在帆面上的力可以分解为沿风吹在帆面上的力可以分解为沿风吹在帆面上的力可以分解为沿风吹在帆面上的力可以分解为沿帆面的阻力帆面的阻力帆面的阻力帆面的阻力F F1 1 和垂直于帆面的力和垂直于帆面的力和垂直于帆面的力和垂直于帆面的力F F2 2 ，F F2 2又可以分解为沿航向和垂又可以分解为沿航向和垂又可以分解为沿航向和垂又可以分解为沿航向和垂直于航向的力直于航向的力直于航向的力直于航向的力F F 和和和和F F，F F 主要靠主要靠主要靠主要靠水对船体的横向阻力相平衡，而水对船体的横向阻力相平衡，而水对船体的横向阻力相平衡，而水对船体

35、的横向阻力相平衡，而沿航向的分力沿航向的分力沿航向的分力沿航向的分力F F 比船体的纵向阻比船体的纵向阻比船体的纵向阻比船体的纵向阻力（包括力（包括力（包括力（包括F F1 1沿航向的分力）大得沿航向的分力）大得沿航向的分力）大得沿航向的分力）大得多，故船可以沿航向向前航行。多，故船可以沿航向向前航行。多，故船可以沿航向向前航行。多，故船可以沿航向向前航行。由上可知，帆船能侧逆风前由上可知，帆船能侧逆风前由上可知，帆船能侧逆风前由上可知，帆船能侧逆风前进。为了达到顶风的目的地，帆进。为了达到顶风的目的地，帆进。为了达到顶风的目的地，帆进。为了达到顶风的目的地，帆船必须不断改变航向，走船必须不断

36、改变航向，走船必须不断改变航向，走船必须不断改变航向，走“之之之之”字字字字形，并不断改变帆的方位，如图形，并不断改变帆的方位，如图形，并不断改变帆的方位，如图形，并不断改变帆的方位，如图所示。所示。所示。所示。6.6.气垫盘气垫盘匀速直线运动匀速直线运动匀速直线运动匀速直线运动 牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第一定律一定律一定律一定律l l气垫技术是利用高压空气的气垫技术是利用高压空气的气垫技术是利用高压空气的气垫技术是利用高压空气的支撑力使运载工具升离水面支撑力使运载工具升离水面支撑力使运载工具升离水面支撑力使运载工具升离水面或地面的方法。或地面的方法。或地面的方法。或地面的方法。注意：注意：注意

37、：注意：圆盘平面要平整光滑，桌圆盘平面要平整光滑，桌圆盘平面要平整光滑，桌圆盘平面要平整光滑，桌面或平板玻璃也一定要擦拭干净。面或平板玻璃也一定要擦拭干净。面或平板玻璃也一定要擦拭干净。面或平板玻璃也一定要擦拭干净。喷气孔要适中，过小，喷气孔要适中，过小，喷气孔要适中，过小，喷气孔要适中，过小，喷喷喷喷气量小，不能使圆盘浮起，影响气量小，不能使圆盘浮起，影响气量小，不能使圆盘浮起，影响气量小，不能使圆盘浮起，影响运动；过大，喷气太快，减少演运动；过大，喷气太快，减少演运动；过大，喷气太快，减少演运动；过大，喷气太快，减少演示时间，且使圆盘不稳定。示时间，且使圆盘不稳定。示时间，且使圆盘不稳定。

38、示时间，且使圆盘不稳定。气球气球 中间有空的盘中间有空的盘气球气球气球气球7.7.巧用鸡蛋的物理实验巧用鸡蛋的物理实验实验实验实验实验1 1 1 1：液体蒸发吸热：液体蒸发吸热：液体蒸发吸热：液体蒸发吸热把刚煮熟的蛋从锅内捞起来，直接用手拿把刚煮熟的蛋从锅内捞起来，直接用手拿把刚煮熟的蛋从锅内捞起来，直接用手拿把刚煮熟的蛋从锅内捞起来，直接用手拿时，虽然较烫，但还可以忍受。过一会儿，当时，虽然较烫，但还可以忍受。过一会儿，当时，虽然较烫，但还可以忍受。过一会儿，当时，虽然较烫，但还可以忍受。过一会儿，当蛋壳上的水膜干了后，感到比刚捞上时更烫了。蛋壳上的水膜干了后，感到比刚捞上时更烫了。蛋壳上的

39、水膜干了后，感到比刚捞上时更烫了。蛋壳上的水膜干了后，感到比刚捞上时更烫了。【原理原理原理原理】因为刚捞上来的蛋壳上附着一层水膜，开始时，因为刚捞上来的蛋壳上附着一层水膜，开始时，因为刚捞上来的蛋壳上附着一层水膜，开始时，因为刚捞上来的蛋壳上附着一层水膜，开始时，水膜蒸发吸热，使蛋壳的温度下降，所以并不觉得很水膜蒸发吸热，使蛋壳的温度下降，所以并不觉得很水膜蒸发吸热，使蛋壳的温度下降，所以并不觉得很水膜蒸发吸热，使蛋壳的温度下降，所以并不觉得很烫。经过一段时间，水膜蒸发完毕。由蛋内部传递出烫。经过一段时间，水膜蒸发完毕。由蛋内部传递出烫。经过一段时间，水膜蒸发完毕。由蛋内部传递出烫。经过一段时

40、间，水膜蒸发完毕。由蛋内部传递出的热量使蛋壳的温度重新升高，所以感到更烫手。的热量使蛋壳的温度重新升高，所以感到更烫手。的热量使蛋壳的温度重新升高，所以感到更烫手。的热量使蛋壳的温度重新升高，所以感到更烫手。惯性惯性惯性惯性 力的合成与分解力的合成与分解力的合成与分解力的合成与分解 伯努力方程伯努力方程伯努力方程伯努力方程实验实验2 2：热胀冷缩的性质：热胀冷缩的性质【实验实验实验实验】把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中，待完全把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中，待完全把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中，待完全把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中，待完全冷却后，再捞起剥落。冷却后，再捞起剥落。冷却后，再捞起剥落。冷却后

41、，再捞起剥落。【原理原理原理原理】首先，蛋刚浸入冷水中，蛋壳直接遇冷收缩，而首先，蛋刚浸入冷水中，蛋壳直接遇冷收缩，而首先，蛋刚浸入冷水中，蛋壳直接遇冷收缩，而首先，蛋刚浸入冷水中，蛋壳直接遇冷收缩，而蛋白温度下降不大，收缩也较小，这时主要表现为蛋蛋白温度下降不大，收缩也较小，这时主要表现为蛋蛋白温度下降不大，收缩也较小，这时主要表现为蛋蛋白温度下降不大，收缩也较小，这时主要表现为蛋壳在收缩。其次，由于不同物质热胀冷缩性质的差异壳在收缩。其次，由于不同物质热胀冷缩性质的差异壳在收缩。其次，由于不同物质热胀冷缩性质的差异壳在收缩。其次，由于不同物质热胀冷缩性质的差异性，当整个蛋都完全冷却时，组织

42、疏松的蛋白收缩率性，当整个蛋都完全冷却时，组织疏松的蛋白收缩率性，当整个蛋都完全冷却时，组织疏松的蛋白收缩率性，当整个蛋都完全冷却时，组织疏松的蛋白收缩率比蛋壳大，收缩程度更明显，造成蛋白蛋壳相互脱离，比蛋壳大，收缩程度更明显，造成蛋白蛋壳相互脱离，比蛋壳大，收缩程度更明显，造成蛋白蛋壳相互脱离，比蛋壳大，收缩程度更明显，造成蛋白蛋壳相互脱离，剥蛋壳就更方便了。剥蛋壳就更方便了。剥蛋壳就更方便了。剥蛋壳就更方便了。实验实验3 3：验证大气压存在：验证大气压存在【实验实验实验实验】选一只口径略小于鸡蛋的瓶子，在瓶选一只口径略小于鸡蛋的瓶子，在瓶选一只口径略小于鸡蛋的瓶子，在瓶选一只口径略小于鸡蛋

43、的瓶子，在瓶底热上一层沙子。先点燃一团酒精棉投入底热上一层沙子。先点燃一团酒精棉投入底热上一层沙子。先点燃一团酒精棉投入底热上一层沙子。先点燃一团酒精棉投入瓶内，接着把一只去壳鸡蛋的小头端朝下瓶内，接着把一只去壳鸡蛋的小头端朝下瓶内，接着把一只去壳鸡蛋的小头端朝下瓶内，接着把一只去壳鸡蛋的小头端朝下堵住瓶口。火焰熄灭后，蛋被瓶子缓缓堵住瓶口。火焰熄灭后，蛋被瓶子缓缓堵住瓶口。火焰熄灭后，蛋被瓶子缓缓堵住瓶口。火焰熄灭后，蛋被瓶子缓缓“吞吞吞吞”入瓶肚中。入瓶肚中。入瓶肚中。入瓶肚中。【原理原理原理原理】酒精棉燃烧使瓶内气体受热膨胀，部酒精棉燃烧使瓶内气体受热膨胀，部酒精棉燃烧使瓶内气体受热膨胀

44、，部酒精棉燃烧使瓶内气体受热膨胀，部分气体被排出。当蛋堵住瓶口，火焰熄灭分气体被排出。当蛋堵住瓶口，火焰熄灭分气体被排出。当蛋堵住瓶口，火焰熄灭分气体被排出。当蛋堵住瓶口，火焰熄灭后，瓶内气体由于温度下降，压强变小，后，瓶内气体由于温度下降，压强变小，后，瓶内气体由于温度下降，压强变小，后，瓶内气体由于温度下降，压强变小，低于瓶外的大气压。在大气压作用下，有低于瓶外的大气压。在大气压作用下，有低于瓶外的大气压。在大气压作用下，有低于瓶外的大气压。在大气压作用下，有一定弹性的鸡蛋被压入瓶内。一定弹性的鸡蛋被压入瓶内。一定弹性的鸡蛋被压入瓶内。一定弹性的鸡蛋被压入瓶内。实验实验4 4：浮沉现象：浮

45、沉现象【实验实验实验实验】把一只去壳鸡蛋，浸没在一只装有清水的大口径玻璃把一只去壳鸡蛋，浸没在一只装有清水的大口径玻璃把一只去壳鸡蛋，浸没在一只装有清水的大口径玻璃把一只去壳鸡蛋，浸没在一只装有清水的大口径玻璃杯中。松开手后，发现鸡蛋缓缓沉入杯底。捞出鸡蛋往杯中。松开手后，发现鸡蛋缓缓沉入杯底。捞出鸡蛋往杯中。松开手后，发现鸡蛋缓缓沉入杯底。捞出鸡蛋往杯中。松开手后，发现鸡蛋缓缓沉入杯底。捞出鸡蛋往清水中加入食盐，调制成浓度较高的盐溶液。再把鸡蛋清水中加入食盐，调制成浓度较高的盐溶液。再把鸡蛋清水中加入食盐，调制成浓度较高的盐溶液。再把鸡蛋清水中加入食盐，调制成浓度较高的盐溶液。再把鸡蛋浸没在

46、盐溶液中，松开手后，鸡蛋却缓缓上浮。浸没在盐溶液中，松开手后，鸡蛋却缓缓上浮。浸没在盐溶液中，松开手后，鸡蛋却缓缓上浮。浸没在盐溶液中，松开手后，鸡蛋却缓缓上浮。【原理原理原理原理】物体浮沉情况取决于所受的重力和浮力的大小关系。浸没在液物体浮沉情况取决于所受的重力和浮力的大小关系。浸没在液物体浮沉情况取决于所受的重力和浮力的大小关系。浸没在液物体浮沉情况取决于所受的重力和浮力的大小关系。浸没在液体中的物体体积就是它所排开液体的体积，根据阿基米德原理可知体中的物体体积就是它所排开液体的体积，根据阿基米德原理可知体中的物体体积就是它所排开液体的体积，根据阿基米德原理可知体中的物体体积就是它所排开液

47、体的体积，根据阿基米德原理可知物体密度与液体密度的大小关系可以对应表示重力与浮力的大小关物体密度与液体密度的大小关系可以对应表示重力与浮力的大小关物体密度与液体密度的大小关系可以对应表示重力与浮力的大小关物体密度与液体密度的大小关系可以对应表示重力与浮力的大小关系。因为蛋的密度略微比清水的密度大，当蛋浸入清水中时，所受系。因为蛋的密度略微比清水的密度大，当蛋浸入清水中时，所受系。因为蛋的密度略微比清水的密度大，当蛋浸入清水中时，所受系。因为蛋的密度略微比清水的密度大，当蛋浸入清水中时，所受重力大于浮力，所以蛋将下沉。当浸没在盐水中时，由于盐水密度重力大于浮力，所以蛋将下沉。当浸没在盐水中时，由

48、于盐水密度重力大于浮力，所以蛋将下沉。当浸没在盐水中时，由于盐水密度重力大于浮力，所以蛋将下沉。当浸没在盐水中时，由于盐水密度比蛋的密度大，所受的重力小于浮力，所以蛋将上浮。比蛋的密度大，所受的重力小于浮力，所以蛋将上浮。比蛋的密度大，所受的重力小于浮力，所以蛋将上浮。比蛋的密度大，所受的重力小于浮力，所以蛋将上浮。实验实验5 5：惯性、摩擦阻力现象：惯性、摩擦阻力现象【实验实验实验实验】选用外形相似的生鸡蛋、熟鸡蛋各一只，放选用外形相似的生鸡蛋、熟鸡蛋各一只，放选用外形相似的生鸡蛋、熟鸡蛋各一只，放选用外形相似的生鸡蛋、熟鸡蛋各一只，放在水平桌面上。用相同的力使它们在原处旋转。在水平桌面上。

49、用相同的力使它们在原处旋转。在水平桌面上。用相同的力使它们在原处旋转。在水平桌面上。用相同的力使它们在原处旋转。能迅速旋转的是熟鸡蛋，缓慢旋转几圈就停止的能迅速旋转的是熟鸡蛋，缓慢旋转几圈就停止的能迅速旋转的是熟鸡蛋，缓慢旋转几圈就停止的能迅速旋转的是熟鸡蛋，缓慢旋转几圈就停止的是生鸡蛋。是生鸡蛋。是生鸡蛋。是生鸡蛋。【原理原理原理原理】生鸡蛋的壳内是液状的蛋清，外力作用在蛋壳上旋生鸡蛋的壳内是液状的蛋清，外力作用在蛋壳上旋生鸡蛋的壳内是液状的蛋清，外力作用在蛋壳上旋生鸡蛋的壳内是液状的蛋清，外力作用在蛋壳上旋转时，蛋清由于惯性，继续保持静止状态，则它与蛋壳转时，蛋清由于惯性，继续保持静止状态

50、，则它与蛋壳转时，蛋清由于惯性，继续保持静止状态，则它与蛋壳转时，蛋清由于惯性，继续保持静止状态，则它与蛋壳间存在摩擦阻力作用，使整个蛋只能缓慢转动。而熟鸡间存在摩擦阻力作用，使整个蛋只能缓慢转动。而熟鸡间存在摩擦阻力作用，使整个蛋只能缓慢转动。而熟鸡间存在摩擦阻力作用，使整个蛋只能缓慢转动。而熟鸡蛋内蛋清已凝固成蛋白，外力作用时旋转时，整个蛋就蛋内蛋清已凝固成蛋白，外力作用时旋转时，整个蛋就蛋内蛋清已凝固成蛋白，外力作用时旋转时，整个蛋就蛋内蛋清已凝固成蛋白，外力作用时旋转时，整个蛋就能迅速转动。能迅速转动。能迅速转动。能迅速转动。【类似实验类似实验】【实验实验实验实验】待鸡蛋转动一段时间之