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生活中的物理生活中的物理 1、民航飞机飞行高度 中型以上的民航飞机都在高空飞行，此处的高空是指海拔7-12km的空间，在这个空间以1km为1个高度层，共分为6个高度层：7km、8km、9km、10km11km、和12km。高空飞行的飞机只允许飞以上给定高空，另外，民航飞机在飞行时，以正南正北方向为零度界限，凡航向偏东的飞机飞双数高度层，即8km、10km、12km高度层；凡航向偏西的飞机飞单数高度层，即7km、9km、11km高度层，如民航飞机从北京飞往杭州，杭州位于北京南偏东，飞机飞往杭州时飞双数高度层，回程则飞单数高度层，这样，相向飞行的飞机在不同一高度，避免了相撞。2、顺手抓住一颗子弹 第一次世界大战时，一个法国飞行员在2000m高空飞行的时候，发现脸旁有一个什么小玩意儿在游动，他以为是一只小昆虫，敏捷地把它一把抓了过来，让飞行员感到惊诧的是，他抓到的竟是一颗德国子弹！这是可能的，一颗子弹并不是始终以800-900m/s的速度飞行的，由于空气的阻力，这个速度逐渐降低下来，在它的路程终点（跌落前）的速度只有40m/s，这个速度是普通飞机也能达到的，因此，当飞机跟子弹的飞行速度都相同时，这颗子弹对于飞行员来说就相当于静止不动的，或者只是略略有些移动，一把抓住自然就没有困难了，但飞行员要戴着手套，因为空过空气的子弹跟空气磨擦会产生近100的高温。3、汽车的制动 制动性能是汽车主要性能之一，它关系到行车安全性，评价一辆汽车的制动性能最基本的指标是制动加速度、制动距离、制动时间及制动时方向的稳定性，制动时方向的稳定性，是指汽车制动时仍能按指定方向的轨迹行驶，如果因为汽车的紧急制动（尤其是高速行驶时）而使车轮完全抱死，那是非常危险的，若前轮抱死，将使汽车失去转向能力；若后轮抱死，将会出现甩尾或调头（跑偏、侧滑），尤其在路面湿滑的情况下，对行车安全造成极大的危害，汽车的制动力取决于制动器的摩擦力，但能使汽车制动减速的制动力，还受地面附着系数的制约。4、提示宇宙最初景观 引力波不仅能揭关于致密星和超密物质的未知性质，而且能提示宇宙150亿年前诞生时的情况，在宇宙诞生的最初瞬间，宇宙中充满稠密的物质，以致由粒子间的碰撞而产生的引力波立即就被另一些粒子吸收了，在宇宙迅速扩张的暴胀阶段，宇宙的密度突然下降，而释放出的引力波不再被吸收，从那时起，原始的扰动文学界在我们周围的空间蔓延开来，目前，微波背景辐射是我们可以捕捉到的关于宇宙大爆炸的最古老的“化石”遗迹，但在大爆炸后的前50万年里是没有电磁波辐射出来的，而引力辐射却能不受妨碍地穿过原初宇宙的最高密度区域，如果能捕捉到它们并加以分析，那将可以获得大爆炸后极短时间内原初宇宙的宝贵信息。5、磨擦三兄弟 磨擦三兄弟就是指静磨擦、滑动磨擦和滚动磨擦，它们都是磨擦家庭的成员，磨擦是我们人类离不开的好朋友，胆是在很多场合，磨擦三兄弟扮演着“不受欢迎”的角色，在现代汽车中，20%的功率要用来克服磨擦；飞机上的活塞式发动机因磨擦损耗的功率要占10%，就是最先进的涡轮喷气发动机也要为克服磨擦损耗2%的功率，磨擦还会造成机器零件的磨损，还会使航空和航天器过度发热，为了驾驭磨擦，人们一直进行着艰苦的研究和探索，早在15世纪，达芬奇就开始了对磨擦的研究，到17、18世纪，法国形成了一股磨擦研究热，库仑根据达芬奇的想法完成了磨擦起因的凹凸说，到了18世纪上半叶，有人又创立了分子说进入20世纪后又出现屯黏合说。6、火车启动先倒车 在通常情况下，火车各节车厢之间的挂钩拉得很紧，牵引力必须克服整列火车与铁轨的最大静摩擦力才能启动，当火车很重时，最大静摩擦力很大，启动困难，若先倒车，可使车厢之间的挂钩松弛，再往前开动时，车厢是逐节被启动的，当第一节车厢被启动时，只需克服第一节车厢的最大静摩擦力；当第二节车厢启动时，只需克服第二节车厢的最大静摩擦力和第一节车厢的滚动摩擦力，依此类推，当最后一节车厢被启动时，只需克服最后一节车厢的最大静摩擦力和前面车厢的滚动摩擦力，因此容易使火车开出。7、斜翼飞行器 世间能飞的东西，不论是人造的还是天然的，都具备对称性，否则难以保持飞行平衡，美国现在要造一种不对称的斜翼飞行器，这种飞机飞得更快、更远，油耗更低，一旦成功，这种新式收飞机将在未来20年内成为美军隐形轰炸机的主打机型，并将改写飞行历史，数年来，美国军方都在寻求一种飞机它能够在敌方领空外徘徊十几小时，静静地等待命令，一旦接到指令，就立即以超音速直扑目标，瞄准目标、摧毁目标，但是，问题在于，凡是能够进行长时间亚间速飞行的飞机，都无法胜任超音速飞行，反之亦然，为了解决这个空气动力学问题，美国国防部高级研究计划署授予诺斯罗普格鲁曼公司斜翼飞行器研发项目，要求该公司进行飞行器的初始设计，解决可控性问题。8、爆炸时的寂静区 曾经在阿尔卑斯山的一个隧道里，28t的炸药爆炸了！附近30km以内的居民听见了巨响，离爆炸地点50km左右的居民却没有听到，爆炸地点往北160km的地方，人们也清楚地听到了爆炸声，为什么呢？声音传播的速度与温度有关，温度越高声速越大，在大气下层，温度随高度的升高而降低；在较高的气层中气温又随高度的增加而升高，这种情况下，声波的射线开始向上弯曲，随后发生全反射而射回地面，到地面又可发生反射，隧道里的爆炸声，经过隧道弧形壁反射而形成声音的聚焦，声音被集中起来后，传播出去，沿地面传播了30km，强大的声流又向空中传播，声音的射线不断弯曲，恰又碰到了北方约80km处浓厚的云，被反射到远隔160km的地区去。9、交通科学 20世纪50年代，随着汽车工业的发展，交通拥堵开始出现，现代交通科学应运而生，50多年来，人们对交通系统的运行规律逐渐有了较为清晰的了解，交通系统是复杂的巨系统，具有明显的随机性、动态性和复杂性，要研究和控制这种系统必须实行学科综合交叉，所涉及的学科有非线性动力学、流体力学、统计物理学、应用数学、系统科学、管理科学、交通工程学、信息科学、经济学、社会学、心理学等等，交通科学的基础是交通动力学（交通物理学），专门研究分析交通系统四要素（人、车、路及环境）的相互作用，发现制约交通系统运行的基本规律。10、比风还快的帆船 船体设计得特别有效率的现代帆船，航速可以超过推动它前进的风的速度，迎风航行才能保持船速和风速的最佳比，也就是吹来的海风与船头的角度为30-40度，目前这方面做得最好的就是由法国著名的船长塔巴利设计的Hydroptere号帆船，在2000年8月的几次试航中，它的速度达到了35节（略低于70km/h），而风速只有15节（略高于地中海微风的速度），但是，据制造商说，帆船（帆最大面积超过400m2）一旦研制成功，最大速度能达到39节，仅需5天时间就能横渡大西洋，这是过去横渡大西洋的快速远洋游船所用的时间。11、371高速公路上的汽车 我国的高速公路的最高限速是120km/h，现桥车A在平直的高速公路上以20m/s的速度行驶，突然发现前方180m处有一货车B以6m/s的速度同向匀速行驶，轿车司机立即制动，经公安交通部门检测知，当轿车A以20m/s的速度在平直公路上行驶时，制动后40s停下来，试根据上述已知条件判断两辆汽车是否发生了撞车事故 A、发生了撞车事故 B、未发生撞车事故12、超级隧道 高速奔驰在管式隧道中的列车运输系统正在规划之中，由于吸入效应，压缩空气甚至喷气推进的作用，列车得以在管式隧道中高速运行，但这一规划一点都还没有实现，美国构思的“飞行列车”（Planetrain），是建立在一条连接纽约和洛杉矶的长达6000km的隧道这样一个宏大设想的基础之上的，与其他运输方式相比，这将是一个非常节约能源的系统，由于隧道气压低，因而列车阻力非常小，时速可大大提高，如果此项计划能够实现，“飞行列车”就可以节约大量能源；同等的运输量，“飞行列车”的能源消耗只相当于飞机运输的2%或3%。13、海鸥追着轮船飞 在海上航行的轮船，一般总有一群白色的海鸥相伴，从而给白茫茫、一望无际的大海增添了无限生机和诗意，那么，海鸥为什么喜欢追逐轮船呢？这是因为，轮船在海上航行时，由于受到空气和海水的阻力，会在轮船上空产生一股上升的气流，海鸥尾随在轮船的后面或上空，可借助这股上升的气流不费力地手托住身子飞翔，另外，在浩瀚的大海中，小鱼、小虾之类被破浪前进的轮船激起的浪花打得晕头转向，漂浮在水面上，视力极强的海鸥能轻而易举地发现和啄食它们。14、大雪后为何寂静 一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱寂，这是怎么回事？是人为的活动减少吗？那为什么在雪被人踩过后，大自然又恢复了以前的喧嚣？原来刚下过的雪是新鲜逢松的，它的表面层有许多小气孔，当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射，因为气孔往往是内部大而口径小，所以，仅有少部分波的能量能通过出口反射回来，而大部分的能则被吸收掉了，从而导致自然界声音的大部分能均被这个表面层吸收，而雪被人踩过后，情况就大不相同了。原来新鲜蓬松的雪就会被压实，从而减少了对声波能量的吸收，所以，自然界便又恢复了往日的喧嚣。15、372蹲踞式起跑 1888年，澳大利亚短跑运动员舍里尔发明了蹲踞式起跑技术，大大提高了自己的短跑成绩，舍里尔的发明来自他对袋鼠的观察，他模仿袋鼠的起跑姿势，并结合了短跑的特点，某一短跑运动员采用站立式起跑方式跑100m，前50m跑掉5.1s，到在终点时速度为12m/s，赛跑总时间为10.2s；采用蹲踞式后，前50m跑掉4.9s，后50m情况与站立式一样，则蹲踞式起跑的平均速度是： A、v1=9.804m/s B、v2=10m/s16、安全带的物理知识 假设一架客机水平飞行时，突然受到强大垂直气流作用，在10s内下降高度为1700多米，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假设这一运动是匀变速运动，试问未系安全带的乘客，相对于飞机座舱将向什么方向运动？最可能受到伤害的是人体的什么部位？仅从竖直方向分析，由于气流的作用，飞机下降的加速度已经大于重力加速度，乘客对飞机机舱来说是一个相对向上的运动，对未系安全带的乘客来说，由于飞机在下降这一刹那间，乘客将获得一个相对飞机机舱向上的加速度，因此乘客头部将被强烈冲撞。17、关羽和张飞力气 三国时期，刘、关、张三人饮酒联欢会，张飞提出要与关羽比力气，谁能把自己提起来，谁的力气就大，说罢，他用双手紧抓自己的头发，使劲向上提，把头发都拔掉了一大把，结果还是不能使自己离开地面，关羽想了一下，找来一根绳子，把绳子一端拴在自己的腰上，另一端跨过一个树杈，双手使劲向下拉，结果身体慢慢离开了地面，关羽胜了，为什么呢？我们作一个受力分析，张飞用手向上拉自己的头发，手给头发一个向上的力，但头发同时也给手一个向下的反作用力，这两个力大小相等，方向相反，都是作用在张飞自己的身上，所以不论是谁都不能把自己的身体提起来，关羽因为把绳子跨在树杈上，通过树杈使他的身体受到向上的力的作用，因此能把自己提起来。18、倒置的杯中水的重量 “当然一点重力都没有，因为水会流掉。”你可能这样认为，事实上是可以使水留在底朝天的杯子里而不让它流掉的，如图一个倒过来的盛满水的玻璃高脚杯，它的底缚在天平的一个盘上，将杯子的边缘浸在一个有水的容器里，这个怀里的水就不会流掉，在天平的另一个盘上放上一个相同的空的玻璃高脚杯，那么哪一个天平盘比较重呢？那个缚着底朝天的盛着水的高脚杯的天平盘比较重些，这个杯子上面受着整个大气压力，而下面的大气压力却要减掉杯里所盛的水的重力，为了使两个天平盘平衡，必须把放在另一个盘上的杯子也装满水。19、拔河比赛比什么 根据牛顿第三定律，对于拔河的两个队，甲对乙施加了多大拉动，乙对甲也同时施加多大的拉力，可见，双方之间的拉力并不是决定胜负的因素，对拔河的两个队进行受力分析就可以知道，只要所受的拉力小于与地面间的最大静摩擦力，就不会被拉动。因此，队员与地面间的摩擦力就成了胜负的关键。首先，穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子，能够增大摩擦系数，使摩擦力增大；不家就是队员的体重越大，对地面的压力越大，摩擦力也就越大，另外，还有一些技巧，比如，脚使劲蹬地，在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。20、游自由泳的推进力 游自由泳时，下肢上下打水，为什么可以获得向前的推进力？由牛顿第三运动定律：作用力与反作用力大小相等而方向相反。图中表示人体游自由泳时，下肢在某一时刻的动作；右脚向下打水，左脚向上打水，由图可见，由于双脚与水的作用面是倾斜的，故双脚所受的反作用力P和Q是斜向前的（水所受的作用是是斜向后的），P的分力为P1和P2，而Q的分力为Q1和Q2，P1和Q1都是向前的分力，也就是下肢获得的推进力。21、阿基米德撬地球 如果阿基米德知道地球的质量是多么大，也许就不会说“给我一个支点，我就能撬起地球”了，地球的质量大约是61021t。如果一个人能直接举起60kg的重物，那么要撬起地球，就得把自己的手放在假设存在的杠杆上，这个动力（长）臂应当是阻力（短）臂的1001021倍，在阻力臂的那头撬起1cm，动力臂在宇宙空间里走过的弧的长度大约是11018km，假设阿基米德找到了支点，他也做成了一根足够长的杠杆，根据上面的数据，如果阿基米德能在1s里把60kg的重物举高1m，那么，他要把地球撬起1cm，就得用去30万亿年！22、单腿怎么立不住 请你试一试，侧着身紧贴墙站稳，抬起外侧那一只脚，用内侧那条腿站立，试过的人都说，最多只能站一秒钟，为什么？人站在地面上，地面支持两脚的是一个支面，只要通过人的重心的竖直线穿过支面，人就站得住，重心竖直线不通过支面，人就站不住，当人的两脚左右分开时，支面变大，就站得比较稳，一只脚抬起，单腿站立时，支面变小，站得就不够稳，紧贴墙站立的人，把外侧的脚抬起来以后不仅支面缩小了，而且过重心的竖直线不能通过单脚所形成的支面，所以人要向外侧倒，著名的意大利比萨斜塔倾斜程度逐年增大，目前正采取加固措施，使它的重力作用线仍通过支面。23、短跑起跑的姿势 我们做一个实验，在桌面上竖立一段木棒，在底部轻轻水平推动，木棍可以直立移动（图a），但若用力过大，木棒就会向后翻倒，木棒底部受到两个力；推力P、桌面的支持力Q，合力为F，如果F通过木棒的重心，木棒就不会发生倾斜。反之，木棒就倾斜而向后翻倒（图b）。现在左手托着木棒使它斜立，突然放手，同时右手用力推动木棒底部，若P大小适合，木棒就不会向后翻倒，能向前加速一段路程（图c）。短跑如果直立起跑，就会发生身体后仰的现象。因此，蹲踞起跑，使合力F通过人体的重心（图d），人体就不会后仰。24、杠杆大批量 一个力或几个力同时作用在杠杆上，能使杠杆按两个可能的方向转动，若杠杆保持静止不动或匀速转动，则正方向上的力矩与负方向上的力矩平衡，就说杠杆平衡了，将一根胡萝卜放在手指上（即支点），使它达到力矩平衡，再从这个支点处把胡萝卜切成两半，然后将它们放在已调平衡的天平上比较，结果是：A、短的较重 B、一样重25、挖掘机的工作原理 在建筑工地经常可以见到挖掘机，液压挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成，工作装置是直接完成挖掘任务的装置，它由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成，动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制，回转与行走装置是液压挖掘机的机体，转台上部设有动力装置和传动系统，发动机是液压挖掘机的动力源，大多采用柴油机、液压转动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。26、拉车比推车省力 手推车，使用方便，既可以推又可以拉，推和拉的用力方向跟水平线的夹角一样，是推车省力还是拉车省力？省力不省力，主要看车轮受到的阻力有多大，只有克服了阻力，车子才能前进，在地面条件相同的情况下，车轮对地面的压力越大、阻力越大，就越费劲，反过来，压力小，阻力小，省力、推车的时候，用力的方向指向斜下方，它产生两个效果：一个分力向前，用来克服阻力，使车匀速前进；另一个分力竖真向下，加大了车对地面的压力，使阻力加大，拉车的时候，用力的方向指向斜上方，也产生两个分力；一个分力向前，用来克服阻力；另一个分力竖直向上，减小了车对地面的压力，使阻力减小。因此，拉车的时候，需要克服的阻力小，也就省力一些。27、破冰船如何工作 破冰船把自己的船首移到冰面上去，它的船首出现在冰面上的时候，就恢复了自己的全部重力，而这个极大的重力就能把冰压碎，为了加强作用力，有时候在船首的贮水舱里，还要盛满水“液体压舱物”，在冰块的厚度不超过半米的时候，破冰船就是这样工作的，遇到更厚的冰块，就要用船的撞击作用来制服它，这时候破冰船就向后退，然后向冰块猛撞上去，这时候起作用的已经不是重力，而是运动着的轮船的动量，船好像变成了一个速度不大但是质量极大的撞锤，几米高的冰山，破冰船用它坚固的船首猛烈撞击几次，就能把它们撞碎。28、这样过桥可以吗 一座桥最多能承爱600N的压力，有个人体重580N，带着三个各重10N的球，他轮流把球抛向空中，使球总有一个在空中，能通过桥吗？做一个实验，一个体重580N的人站在磅秤上，手中托一个10N重的球，磅秤指示为590N，球下落时，由于球在运动中，速度先由慢变快，接球时，手给球的力必须大于球的重力，才能使球减速，把球接稳，根据作用力与反作用力相等，读数也大于590N，根据这个实验，这个人在过桥时对桥的压力就超过了600N。29、打水漂的奥秘 如何将水漂打得既多又远呢？法国科学家经过研究，揭开了打水漂的奥秘，马赛大学克里斯托弗克兰尼特和他的两位同事制作了一个“打水漂机”，实际上就是个机械化弹弓，用来发射不同大小的铝制飞碟，科学家向一个水池发射飞碟，同时用高速摄像机将飞碟在水面弹跳的过程拍下来飞碟接触水面的时间通常不到百分之一秒，在试验中，研究人员改变了飞碟的直径、厚度、速度以及入水角度和旋转等因素，经过反复尝试，他们终于发现了打水漂的奥秘；关键在于角度，当石块入水角度为20度时，它在水面上弹跳的次数最多。30、最小作用原理 物理学中有一些规律属于基本定律，它们具有支配全局性质，掌握它们显然是非常重要的，例如力学中的牛顿定律是质眯，质点组机械运动（非相对论）的基本定律，电磁学的麦克斯韦方程组是电磁场分布、变化的基本定律，物理学中还有另外一种基本定律的表述形式，这就是最小作用原理（变分原理），它可表述为系统的各种相邻的经历中，真实经历使作用量取极值，由于存在最小作用原理，对称性在物理基础研究中占有重要地位，物理学家通过对称性分析找出不同经历的作用量，从而确定具体领域的基本定律。31、杂技表演 不管任何物体，要保持平衡，物体的重力作用线（通过重心的竖直线）必须通过支撑面（物体与支持着它的物体的接触面）。走钢丝的杂技演员，始终要使自己身体重力作用线通过支撑面，这支撑面就是钢丝，杂技演员还要伸开双臂左右摆动或拿些如竹竿之类的辅助物来掌握重心，保持平衡，表演“椅子顶”时，演员总在椅子的内侧，从不在外侧，这样他和椅子的重力作用线，要始终保持通过地面上那把椅子的支撑面，重力与地面支撑力平衡，表演才能成功。 32、滑冰为何要穿冰鞋 冰鞋上的冰刀的刃口很窄，普通冰刀的刀刃只有2mm宽，花样冰刀的刀刃也不过4mm宽，刀的前面呈弯月形，中央凹进一些，人对冰面的压力是一定的，穿上冰鞋，冰面的受力面积减少了，它受到的压强会大大地增大，有什么好处呢？冰的熔化有一个特点：当它受到的压强增大时，熔点将会降低，一般每增加一个标准大气压，冰的熔点大约降低0.0075，这样使零摄氏度以下的冰在冰刀的作用下熔化成水，冰刀下面薄薄的一层水可以起到润滑作用，它减小了冰刀与冰面之间的摩擦，使人们能在冰面上飞跑，或者表演许多优美的动作。33、拉链的发明 1893年，一个叫费德森的美国工程师，研制了一个“滑动式锁紧装置”，并获得了专利，这是拉链的雏形，但由于锁紧装置质量不过关，没有流行。1913年瑞典人桑巴克改进了这种粗糙的锁紧装置，使其变成了一种可靠的商品，他采用的办法是把金属锁齿附在一个灵活的轴上，这种拉链的工作原理是：每一个齿都是一个小型的钩，能与挨着而相对的另一条带子上的一个小龄下面的孔眼匹配。这种拉链很牢固，只有滑动器滑动使齿张开时才能拉开。拉链最先用于军装，第一次世界大战中，美国军队首次订购了大批的拉链给士兵做服装，但拉链在民间的推广则比较晚，直到1930年才被妇女拉接受，用来代替服装的纽扣，拉链是在1926年获得现在的名称的。34、剁骨头的刀 有一种剁骨头的刀，外形像一把圆斧，且非常厚实，用它剁骨头，无论骨头碰到刀刃的哪一个部分，都没有震手的感觉，这是因为绕轴转动的任何物体都存在“打击中心”，当力的作用线通过“打击中心”时，手就没有震动的感觉，这种圆形刀在剁骨头时，不管刀的哪一部分与骨头接触，都能保证骨头对刀刃的作用力和刀的重力，基本上通过“打击中心”，考虑一下，如果刀身是矩形的，用这把刀剁骨头，当刀的前端接触骨头时，手会感到把 A、向下震 B、向上震35、挑重担为何像跑步 人在起步向前的时候，总是身体先向前倾，使从人体重心引下的垂直线越出底面，形成向前倾跌的趋势，接着立刻把后脚跨向前来维持新的平衡，这种倾跌的趋势，跟人体的重量和跨出步子的在大小是有关的，向前倾跌趋势越厉害，迈出的那只脚在着地时与地面冲击得越重，这样不但人要感到吃力，步子也不容易跨稳，挑着重担走路，等于人体的重量突然增加了许多，向前移步时的倾跌趋势就很厉害，缩小跨出的步子，可以适当减小这种倾倒趋势，迅速迈出后脚，可以防止真的跌倒，因此挑重担的人，走路的步子总是又小又急，这就成了小跑步了。36、弹道导弹 弹道导弹是指在火箭发动机推力作用下按预定程序飞行，关机后按自由抛物体轨迹飞行的导弹，这种导弹的整个弹道分为主动段和被动段，主动段弹道是导弹在火箭发动机推力和制导系统伤作用下，从发射点起到火箭发动机关机时的飞行轨迹；被动段弹道是导弹从火箭发动机关机点弹头爆炸点，按照在主动段终点获得的定速度和弹道倾角作惯性飞行的轨迹，弹道导弹按作战使用分为战略弹道导弹和战术弹道导弹；按发射点与目标位置分为地弹道导弹和潜地弹道导弹；按射程分为洲际、远程、中程和近程弹道导弹；按使用推进剂分为液体推进剂和固体推进剂弹道导弹；按结构分为单级和多级弹道导弹。37、蛋壳对于压力的承受力是惊人的，杂技演员能提起两桶水踩在鸡蛋上表演，这是巧妙地利用了蛋壳承受压力的能力，以现代技术和工程知识系统的眼光看，它是一个集工程学、建筑学、防卫战略、保存能量和使空间利用最佳化于一身的大自然的绝妙之作，蛋壳利用了拱顶的原理，由于所需要的作用不同，蛋壳对于拉力和压力有着不同的承受力，蛋壳是绝缘材料，且能让空气和湿气透过，在仅仅数厘米的微小空间内囊挺身而出多项先进的技术，蛋壳94%的成分是碳酸钙（以方解石晶体的形式），方解石晶体的排列赋予了蛋壳与其作用相称的一个完美的结构，使它能够抗较大的压力。38、滑水 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，为什么滑冰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，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，根据作用力与反作用力定律，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，这个反作用力在竖直方向上的分力等于运动员的重力时，运动员就不会下沉。39、乒乓球的秘密 乒乓球的大小有明确的规定：一只乒乓球重2.5g，其直径必须是38mm，乒乓球的弹跳高度也有严格的规定，让球从30.5cm的高度向一个铁块自由下落，其反弹的高度必须介于23.525.5cm之间，乒乓球与球拍接触时的速度达170km/h，其平均速度约120km/h，乒乓球在被扣杀的时候要承受1104N的力，该力的大小相当于人举起1103kg重物时所需施加的力，乒乓球被击打时与球拍相接触的时候仅为两千分之一秒，然而在这一瞬间乒乓球会变形达25%，打击一个强力削球后，乒乓球会以自己的轴线旋转，每秒种达150圈。40、“赴汤蹈火” 一些杂技演员或艺人赤脚在烧得通红的木炭上行走，有时还手拿燃烧的火球放进嘴里，继而喷出火焰来，实际上这些表演者是在一定条件下，利用了气体是热的不良导体这一物理性质，不知大家是否仔细观察并注意到，“吞火”表演者在接触灼热物体前，都将手和嘴迅速而隐蔽地沾上些水，接触灼热的物体时，水分突然受热而汽化，从而在手和嘴的皮肤表面形成一层很薄的蒸汽，因气体是热的不良导体，一般在短暂时间内蒸汽层可以起到绝热保护的作用，故不会将手和嘴烧伤或烤伤，表演者是经过长期的多年的专业训练，所以我们不可贸然尝试。41、智能机器人 最近，美国的机器人制造公司新开发出一种能担任警了的机器人，“身体”内配有一个电脑，每充一次电，它就可以值班12小时，只要将值班场所的许多资料输进电脑里，机器人就会忠实地执行值班任务，它在值勤的时候，会四处巡逻走动，汇集录像机上的影像，并记录各种资料，如果碰到陌生人入侵，它马上会发现警报，并触发有关单位的警铃，同时它身上配置的摄像机也会将坏人的容貌拍摄下来，供警方办案时参考，倘若工作场所发生火灾，它也会抄捷径赶往火灾现场去救火，机器人还能监视和侦测到恶浊的空气和瓦斯气味，如果工厂时的蒸汽管漏气，它也能觉察出来，这是人类没法同它比拟的。42、梵高名画的秘密 据报道，墨西哥国立自治大学的研究人员在对梵高的画作进行数学分析后发现，其中多幅作品中光与影的模式，与流体力学中的漩涡，或喷气发动机喷出的气流，有着惊人的相似之处。梵高这位绘画天才，在生命的最后一段岁月中，留下了多幅非常著名的画作，研究人员你，在所有这些画作中，都能找到湍流经典数学模型的影子，他们认为，梵高在创作这些画作时，精神处于极不稳定的状态，当时他曾多次出现幻觉，意识时而清醒时而混乱，表现出类似癫痫的症状。梵高在长期精神不稳定的状态下，有一种描绘湍流现象的独特能力。43、375车闸防锁系统 ABS是车闸防锁系统，由三部分组成：调节器、传感器、ABS通道。当驾驶员踩闸时，如果某一轮子被锁死（即抱死），ABS传感器会在千分之一秒内通知ABS调节器，脉冲调节对这一轮子的闸压，反复脉动调节达每秒30次，使轮子不被锁死，而车可沿行驶的方向直线制动。下面两种关于ABS的认识，哪一种是正确的？在雨水和冰雪地行驶的有ABS车 A、反复踩闸会有助于ABS制动 B、刹车时，应当一脚踩住44、为何桥设计成凸形 桥计成凸形，是因为汽车经过桥中部时，桥所承受的压力较小；而相比之下，凹形桥承受的压力较大，由于汽车经过一个弧形的时候，需要有一个向心力F，它是由重力mg和支承力N合成的，在拱形桥上，F=mgN，所以N=mg F；在凹形桥上F=N-mg，所以N = F + mg，由上述两个式子可见，拱形桥的N较小，N是桥对汽车的支承力，其大小等于汽车对桥的压力，所以拱形桥对桥的结构强度设计上有利，如果只是为了汽车能利用势能节约一点汽油，改变桥的设计，就本末倒置了。45、怎样击棒球最远 ？击球速度最快时似乎应该飞得最远。但美国加利福尼亚大学机械工程师蒙特休巴德发表研究文章说，漂亮地打出的曲球要比快速球落得更远，尽管曲球的速度比快速球的球速明显的慢，近年来，物理学家和工程师们采用各种复杂的物理学研究手段，竭尽所能地测试棒球的一些特性。结果表明，曲球的实际运行轨迹是包含着一条下降的“上升快速球”的曲球，休巴德认为完美击出的曲球具有额外的逆旋，从而使其比完全击中的快速球的飞行距离远，大约远4米。46、可燃冰 怎样解决人类即将面临的能源危机一直以来都是世界各国苦苦思索的问题，中国科学院广州能源所专家樊栓狮说，天然气水合物是水和天然气（主要成分为甲烷）在中高压和低温条件下混合时产生的晶体物质，外貌极似冰雪，点火即可燃烧，故又称之为“可燃冰”或者“气冰”“固体瓦斯”，它在自然界分布非常广泛，海底以下01500米深的大陆架或北极等地的永久冻土带都有可能存在，世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物蕴藏，从能源的角度看，“可燃冰”可视为被高度压缩的天然气资源，每立方米能分解释放出160180标准立方米的天然气。47、无痛注射针头 这种无痛注射针头，使用一种边长约为10毫米的方形薄片，在它上面约有400个微型针头，这些微型针头是用硅做成的，比人的毛发还细，长度仅150微米，将它刺入患者皮肤形成的孔径只有1微米，这种针头只刺入患者的表层皮肤，不会触及神经末梢，因而几乎感觉不到疼痛。另外，它的好处还在于在计算机的控制下，无痛注射针头还可以根据患者的情况随时高速药物用量。不过，在实际使用之前，研究者还必须解决另外一个问题，那就是当微型针头在皮肤中折断后该如何取出碎片。现在，研究人员还在努力使针头的直径缩小到足以阻止细菌通过的程度，以防患者因为注射而被感染。48、超弦理论 超弦理论认为：宇宙中的所有粒子都来源于一种被称为弦的东西的颤动，为了生存，它们应当“生活”在一个我们不能感知的11维的世界里。如果用一台极大倍率的显微镜使我们能够“看见”宇宙的任何一点的话，按照这一理论，我们将看到它像一个有7维的圆球，与“传统”的4维加在了一起，但我们仍然看不见它们。如图，具有7维的圆班干部被绘制成可视图形，好像它只有3维了，这有点像我们从很远的地方观察一个自来水管道时情况；从远处看，它显示给我们的是一条线，它只有长度的延伸，好像只有1维；但如果我们用望远镜观察管道，就会发现它存在于它实有的3维之中。49、推铅球为何滑步 推铅球时，运动员被限制在投掷圈内，根本无法通过助跑来提高铅球的初速度。如果站在那儿不动，把处于静止状态的铅球投掷出去，那是投掷不远的，在物理学中我们学过动量定理：Ft=mv，由此可知，要使铅球在手前就有较大的运动速度，必须增加作用力的作用时间（在作用力不变的情况下）。所以，铅球运动员大都是采用背向滑步的方法：先把上身扭转过来，背向投掷方向，然后摆腿、滑步、前冲，再用力推出铅球。通过这一系列的动作，使铅球在推出前就已具有较大的运动速度，对于优秀的运动员来说，滑步推铅球的成绩比原地推铅球可增加约2米长度。50、称链条 自制一木架，在木架上端悬挂一根细链条，使链条的一端A固定在木架横梁上，另一端B用细线系在链条A端的一环上（为使现象明显可使链条长一些，在B端挂一个钩码）。此装置放在带有托盘的台秤上，装置静止时观察台秤指针所指的示数，点燃火柴烧断系住链条B端的细线直至装置再次静止，观察台秤的示数，会有什么变化呢？A、示数不会变化 B、示数先变小最后恢复正常51、太空饮食店 随着宇航事业的发展，在太空中开设饭店已不是遥远的事了，不过，在太空中吃喝可不是一件简单的事，太空面包必须做成糖果那么大小以便让顾客一口一只地囫囵吞“包”，否则，面包屑在空气中四处飘浮，被人吸进气管，就会酿成大祸，在太空也可以用刀叉吃牛排，不过牛排、蔬菜之类的食品必须事先加工好，并拌上胶汁调料，使它们能粘在刀叉和勺子上，不然，这些大块食品也很容易“满天飞”，刀叉等餐具不用时就用小磁铁吸附在餐桌上，在太空中喝酒，“太空酒瓶”必须是软包装，还必须一小节一小节地彼此隔开，饮酒时剪开软管的头部，把软管放入嘴里，再用手捏住球状的盛酒器，把酒挤入自己的嘴中。52、爱斯基摩人的冰屋 冰是冷的象征，一提到它，人们就会不寒而栗。在寒风凛冽的冬天，生活在北极圈里的爱斯基摩人，却凭着用冰垒成的房屋，熬过严寒的冬天，爱斯基摩人的冰屋是怎样起到保暖防寒作用的呢？首先，由于冰屋结实不透风，能够把寒风拒之屋外，所以住在冰屋里的人，可以免受寒风的袭击；其次，冰是热的不良导体，能很好地隔热，屋里的热量几乎不能通过冰墙传导到屋外；再次，冻结成一体的冰屋，没有窗子，门口挂着兽皮门帘，这样可以大大减少屋内外空气的对流。因此，冰屋内的温度可以保持在零下几度到零下十几度，这相对于零下五十多度的屋外，要暖和多了。53、“模糊”理论 “模糊”的概念是美国自动控制专家扎德于1965年最先提出的，其核心是最大限度地模拟人的思维及其推理功能，来实现对世界上许多界限不清的事物的研究。后来，经过科学家的不断努力，“模糊”概念逐渐丰富和发展，成为指导人们实践活动的理论。“模糊”理论于80年代末开始应用在家用电器的生产中，它的突出特点是以不确定的数值来取代确定的数值，从而开拓出更广阔的天地。现已有模糊洗衣机、模糊电视机、模糊吸尘器、模糊微波炉等相继推出，模糊家电的问世，使电器具有能够进行自我调节的功能，以达到最理想的工作状态，这样会比确定的数值控制更为有益，随着模糊技术的提高和电脑程序设计水平的进步，各种更优异更容易操作的电器将会越来越多。54、多大角抛铅球最远 将物体以一定的速率斜向上抛出，如果空气阻力可以忽略，则爷角为45时抛出的距离最远，但是，推铅球的情况不同，铅球的抛掷点不是在地面上，而是离地有一段高度，所以，以同一出手速度做45及40仰角抛掷，当落回抛掷点所在的水平面时，水平距离以45者较大，但是，当它们落到地面时，水平距离却可能是40，这个角度随铅球出手速度的增大而增大，而随出手高度的增大而减小，对出手高度为1.72m，而出手速度为814m/s的人来说，出手仰角应为3842。55、骏马拉铜球 1646年马德堡市市长葛利克决心用实验来证明大气压力的存在，开始，他把密封的水桶中的空气抽去，结果木桶被大气“炸”碎了，以后又用薄铜片做成一个球，抽去其中的空气，结果铜球被大气压扁了。后来，他制造了一个特别结实的空心铜球，分为两半，直径约为几十厘米，球内空气没有被抽去时，因为内外空气压力平衡，它很容易分开；当球内空气被抽去时，由于球只受外面的大气压力，用16匹骏马，每边8匹才将这两个半球拉开，1654年，葛利克将这个实验在勒根堡当着皇帝和廷臣的面进行表演，在场的人都十分惊异，不得不信服大气压力的存在。56、过山车中的物理学 过山车是一项富有刺激性的娱乐项目，它包含了许多物理学原理。开始时，过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就再也没有任何装置为它提供动力了。从这时起，带动它沿着轨道行驶的惟一的“发动机”将是重力势能，翻滚过山车的过程就是重力势能转化为动能，动能转化为重力势能的循环转化的过程。当达到圆形轨道的最高点时，它会慢下来。一旦走完行程，机械制动装置就会非常安全地使地山车停下来，减速的快慢是由气缸来控制的。57、哥白尼 哥白尼（14731543），伟大的波兰天文学家，日心说的创立者，近代天文学的奠基人，1473年生于波兰维斯瓦河畔的托伦城，哥白尼的主要贡献是创立了科学的日心地动说，写出“自然科学的独立宣言”天体运动论，后来，经过开普勒、伽利略、牛顿等人的工作，哥白尼的学说不断获得胜利和发展；恒星光行差、视差的发现，使地球绕太阳转动的学说得到了令人信服的证明，哥白尼的学说不仅改变了那个时代人类对宇宙的认识而且根本动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。“从此自然科学便开始从神学中解放出来”，“科学的发展从此便大踏步前进”。58、边缘加厚的飞轮 活塞往复一次，连杆带着曲柄转一周，在这个由平动向转动转换的过程中，连杆和曲轴总有在同一条直线上的时刻，如果曲柄不能过此位置，连杆和活塞就会被卡死，人们称这个位置为“死点”，单缸的内燃机和蒸汽机在与曲柄相连的轴上要装飞轮，飞轮高速飞转，凭着其巨大的质量具有的惯性，转过死点，使活塞的平动不间断的转换成转动，人们在设计飞轮的时候，希望它的惯性越大越好，这就需要加厚飞轮，加厚在何处最好呢？当然是加在飞轮上运动最快的边缘达到的效果最好，这样的飞轮，当它运动起来就不容易停下来。59、飞行模拟器 飞行模拟器是在地面条件下模拟飞机空飞行状态、飞行环境和条件的设备，也叫飞行仿真器，飞行模拟器的诞生和发展，很大程度上依赖于电脑仿真技术的发展，现代的飞行模拟器已经可以真实地再现飞机在空中飞行的各种状态，驾驶员在飞行模拟器中，就能够进行各种飞行科目的训练，而不必冒险在飞机上进行真实的飞行。根据模拟的飞行状态，电脑设计出模拟器的各种没的运行状态，飞行模拟器也是那些由于身体条件的原因，不能当飞行员的人们实现飞行梦想的地方，不少喜爱飞行的人们，都通过飞行模拟器过了一把“飞行”瘾。60、生熟鸡蛋巧辨别 有两个鸡蛋，一生一熟，在不打破蛋壳的前提下，你能分辨出哪上是生的，哪个是熟的吗？用同样的力，使这两个鸡蛋在桌子上转动，结果将发现，其中一个鸡蛋要比另一个鸡蛋旋转得快些，旋转快的是熟鸡蛋，旋转慢的是生鸡蛋。因为生鸡蛋里面的蛋黄和蛋白是液体，与蛋壳没有形成一个整体，当我们转动鸡蛋后，蛋壳开始旋转，而鸡蛋里面的液体由于惯性的作用，要保持原来的静止状态，所以生鸡蛋旋转起来比较慢。反之，熟鸡蛋里面的蛋黄和蛋白是固体，而且和鸡蛋壳已结为一个整体，转动鸡蛋后，各部分一同旋转，所以旋转速度比生鸡蛋要快一些。61、377旋转车轮上的植物 物体很快旋转的时候，所产生的离心作用可以达到极大的数值。这个数值竟能够超过重力的作用。假如让植物种子在旋转很快的车轮上发芽生长的话，那么你可以看见什么现象呢？A、根会生向轮外，而茎却顺着半径方向朝着轮子的中心生长；B、茎会生向轮外，而根却顺着半径方向朝着轮子的中心生长。62、为何铅弹是圆形的 一切液体，只要不受到重力作用，就会显出它的天然形状球形，自由落体的受力情况是假定在落下的最初瞬间，我们能够把空气的阻力忽略不计的话，这个落下的液体一定会是球形的。铅弹实际上就是冷凝了的熔融铅滴，它的制法也就是利用这一个道理，熔化的铅滴从高塔上落下的液体一定会是球形的，铅弹实际上就是冷凝了的熔融铅滴，它的制法也就是利用这一个道理，熔化的铅滴从高塔上落下来落到冷水里，凝固成球形，这样做成的铅弹叫做“高塔法”铅弹，因为是从一座高塔的顶上落下来制造的，所谓高塔是一个45米高的金属建筑，顶上装着熔铅炉，在下面是一个大水槽，制成的铅弹要再经过拣选加工，熔解的铅液实际上还在落下的过程中就已经凝固了，水槽不过是用来减轻落下时候的撞击，以免损坏铅弹的球形形状。63、倔强的陀螺 静止的陀螺，在地面立不起来；可是当它旋转起来以后，就立得很稳了。这是为什么呢？原来一个东西旋转起来以后，它就具有一种特性；保持旋轴方向不变，陀螺的这种掘强的脾气，科学家称这为“定轴性”，高速旋转的陀螺，这个特性更明显，即使地面上高低不平，或者在斜面上，它也“稳如泰山”，而且，转速越高，转得越稳，杂技里的转碟、耍盘子、丢帽子都利用陀蚴这种怪脾气，陀螺可以用来指示方向，比如把它装在飞机上，事先让它的轴对准南北方向，然后让它高速旋转。这样，不管飞机如何改变航向，陀螺轴总是指向南北方向，这就是绝妙的“指南针”，叫做“陀螺罗盘”，后来又用到火箭、导弹及其他航天器上。64、沙漠之舟最佳航线 骆驼在行进途中，会寻找一条最佳“航线”，以便减轻身上的负担，骆驼是怎样选择最佳“航线”的，至今还是个谜，但是，这一现象却启发了地质学家，能不能利用它来找矿呢？在地球表面各处的重力大小并不是完全相同的，它表现为各地的重力加速度的值不一致，原因是由于组成地壳的岩石中所含矿物到处不同，矿物比重大的地区，重力比其他地区也大，有人设想，骆驼队所通过的路线，是最小重力分布线，利用这一点是不是可以大大缩小寻找重力异常地区的范围，这一设想是否可行，还处于试验之中。65、地球在漏气 地球上的“逃逸速度”是11.2km/s，这意味着地球上的任何物体，如果以11.2km/s的初速度向上运动，它就能脱离地球的引力而飞出去，这对大到火箭、小到分子的任何物体都适用，在大气中，运动速度超过11.2km/s的气体分子，只占极小极小的百分比，即使能达到这样高的速度，这些分子在大气的低层也是不可以逃逸的，但在高层大气中分子的逃逸可能性很大，大气分子逃离地球，这意味着大气层在“漏气”，但“漏”出去的主要是最轻的分子，由于氧和氮分子相当重，所以只有很少一部分能达到逃逸速度。因此大气中氧和氮占的比例最大，而氢和氦等轻元素，由于它们的气态分子较容易逃离地球，造成了今天的大气层中氢和氦的含量所剩无几。66、风是怎样形成的 19世纪初，有要根据各地气压与风的观测资料，画出了第一张气压现风的分布图，不仅显示了风从气压高的区域吹向气压低的区域，而且还指明了风的行进路线并不是直接从高气压区到低气压区，而是有一个向右偏斜的角度。一百多年来，人们抓住气压与风的关系这一条从实践中得来的线索，进一步深入探究，总结出一套比较完整的关于风的理论，并用一些规律来解释风的起因：地球上任何地方都在吸收太阳的热量，但由于地面每个部位受热的不均匀，空气的冷暖程度就不一样。于是，暖空气膨胀变轻后上升；冷空气冷却变重后下降，这样冷暖空气便产生流动，形成了风。67、风污染 风速高于3级（即5m/s），就会给人类活动带来不便，大风施加的压力与风速的平方成正比，在一幢建筑物转角处的风速会翻一番，行人受到风压将翻两番，建筑物表面的风速随高度而增加，一幢高大的建筑物，靠近顶处的风速要比别处大得多，这些高速风被建筑物偏转成不同的方向，当风从直角方向吹到高层建筑物的表面时，气流在建筑物高度四分之三处分散开来，一些气流加速到达建筑物的顶部，其余气流则向下偏转和绕到两边去，使逆风气涡增大，在接近地面街道时会进一步增大，产生了逆转的阵风，这一风带常常处在人行道上，扬起漫天灰尘。68、界外球 根据传统的力学定律推断，当以45角抛出一个物体时，其抛射距离最远，但是，英国物理学家尼克林斯纳尔找来一些职业足球运动员。让他们以不同的角度来掷界外球，结果发现，其实，当球员以2530角投掷足球时，所投掷的距离才最远，为什么呢？A、以45角抛时空气阻力大 B、以2530角抛时初速度大。69、龙卷风的奥秘 莫斯科理论和实验物理学研究所的科学家成功地揭示了龙卷风的秘密，龙卷风的破坏规模可与核爆炸相比，他们提出的关于龙卷风内引力热过程的理论不仅揭示了这一大气特殊现象的性质，还可能成为解决动力问题的关键，出现龙卷风之前先形成气旋，气旋是冷的和热的大气锋相撞时产生的，如果气旋在途中遇到积有许多雨的雷电云、河流和湖泊，水即被气旋收走，变成神速的漩流，根据物理学定律可知，这样形成的龙卷风漏斗形漩涡会上升到寒冷的大气上层，水在这里很快结冰，从而释放出能量。70、光触酶 光触酶是一种自身不起变化，但受到光的激发可以促进化学变化的催化剂，它可使周围的氧气及水分子激发出极强的氧化力，将周围的有机物分解，光触酶具有很好的杀菌、除臭、净化空气、亲水防污、防紫外线等功能。经过光触酶加工的玻璃受到阳光照射后，就开始分解污垢，下雨时，雨水会将分解的污垢冲洗干净，它的神奇得益于光触酶的两大特性的组合运用。首先，如果向使用氧化钛进行表面加工的材料照射紫外线，就会发生“氧化分解”反应，将附着在表面的有机物分解为水和二氧化碳，而且，当大量的