生活中的物理

生活中的物理

编辑：依不拉音。司马义

2010-05-20

生活中的物理

力学部分

人体与大气压强

人体与大气有着不可分离的密切关系，这不仅是由于人体需要呼吸和调节体温。大气对于人体

还有一种不易被人察觉到的作用一一大气的压力。一名优秀的游泳运动员，在几分钟内不呼吸还不

成问题，但如果没有大气压力，恐怕连几秒钟也生存不了。一般认为，标准的大气压是每平

方厘米1.0336公斤。一个成年人的人体总共要受到12-15吨的大气压力。但是由于大气压强总是

从各个不同的方向作用与同一点的，并且大小相同，每两个大小相同的压力便相互抵消，所以人体

才感觉不到那么大的压力，但它是实实在在存在着的。

就拿呼吸来说，当吸气中枢兴奋时，通过膈神经使胸腔和腹腔之间的横膈肌肉收缩，胸腔容积

扩大，肺气泡也跟着扩大，使其中的气压下降，并低于外部大气压。于是外界空气在大气压的作用

下，从鼻孔和嘴流进肺部，进入肺气泡。呼气的情况正好相反，由于胸腔容积缩小，肺内空气收缩，

内部压强大于外部，气体便从肺里呼出来。

在雷雨之前，由于气压的下降，人们常会出现胸闷、头昏和情绪烦躁等症状。另外，在人体的

股骨和股骨之间有一个没有大气的空腔，空腔内不存在向外的作用力，于是股骨就靠外部大气压紧

紧地压在身体上，使我们抬起腿走路不觉得费力，行走自如。

电视中的气垫船大家早已见过，这一发明积于想尽可能减小交通工具与地面或轨道之间的摩擦

阻力，从而节约能源和提高速度。

什么是气垫船

气垫船设计的思路就是在船底下面产生一个气垫，使船体与地面不直接接触，好象悬在空中一

样。这个气垫由发动机从船体上方或四周吸进空气，然后由船体下方喷出。由于船底四周用橡胶带

围衬，像个弹性裙子一样，就形成了一个气垫。

气垫船的最大优点是它在地面和水面上一样行驰，在地面上行驰时也不需要修筑公路，非常方

便。

为什么桥都设计成凸形的？

桥是不是不应该设计成拱形向上的，而应该设计成凹形的为好。因为汽车在向下行驶之前具备

一定的势能，这个势能可以帮助它顺利地到达桥的那一端。可是拱形向上的桥却没有这个优点。

桥设计成向上的理由，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：f=mg-nn=mg-f,在凹形桥：f=n-mgn=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。至于茜露的理由是对汽车而言，为了汽车能利用势能节约一点汽油，反而改变桥的设

计，这岂不是本末倒置了吗？

惯性故事——萨尔维阿蒂的大船

经典物理学是从否定亚里士多德的时空观开始的。当时曾有过一场激烈的争论。赞成哥白尼学

说的人主张地球在运动，维护亚里土多德一一托勒密体系的人则主张地静说。地静派有一条反对地

动说的强硬理由：如果地球是在高速地运动，为什么在地面上的人一点也感觉不出来呢？这的确是

不能回避的一个问题。

1632年，伽利略出版了他的名著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。书中那位地动

派的“萨尔维蒂”（图4-1）对上述问题给了一个彻底的回答。他说：“把你和一些朋友关在一条大

船甲板下的主舱里，让你们带着几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫，舱内放一只大水碗，其中有几条鱼。

然后，挂上一个水瓶，让水一滴一滴地滴到下面的一个宽口罐里。船停着不动时，你留神观察，小

虫都以等速向舱内各方向飞行，鱼向各个方向随便游动，水滴滴进下面的罐中，你把任何东西

扔给你的朋友时，只要距离相等，向这一方向不必比另一方向用更多的力。你双脚齐跳，无论

向哪个方向跳过的距离都相等。当你仔细地观察这些事情之后，再使船以任何速度前进，只要运动

是匀速，也不忽左忽右地摆动，你将发现。所有上述现象丝毫没有变化。你也无法从其中任何一个

现象来确定，船是在运动还是停着不动。即使船运动得相当快，在跳跃时，你将和以前一样，在船

底板上跳过相同的距离，你跳向船尾也不会比跳向船头来得远。虽然你跳到空中时一，脚卜一的船底板

向着你跳的相反方向移动。你把不论什么东西扔给你的同伴时，不论他是在船头还是在船尾，只要

你自己站在对面，你也并不需要用更多的力。水滴将象先前一样，滴进下面的罐子，一滴也不会滴

向船尾。虽然水滴在空中时，船已行驶了许多柞。鱼在水中游向水碗前部所用的力并不比游向水碗

后部来得大；它们一样悠闲地游向放在水碗边缘任何地方的食饵。最后，蝴蝶和苍蝇继续随便地到

处飞行。它们也决不会向船尾集中，并不因为它们可能长时间留在空中，脱离开了船的运动，为赶

上船的运动而显出累的样子。”萨尔维阿蒂的大船道出了一条极为重要的真理，即：从船中发

生的任何一种现象，你是无法判断船究竟是在运动还是在停着不动。现在称这个论断为伽利略相对

性原理。

用现代的语言来说，萨尔维阿蒂的大船就是一种所谓惯性参考系。就是说，以不同的匀速运动

着而又不忽左忽右摆动的船都是惯性参考系。在一个惯性系中能看到的种种现象，在另一个惯性参

考系中必定也能无任何差别地看到。亦即，所有惯性参考系都是平权的、等价的。我们不可能判断

哪个惯性参考系是处于绝对静止状态，哪一个又是绝对运动的。

伽利略相对性原理不仅从根本上否定了地静派对地动说的非难，而且也否定了绝对空间观念

（至少在惯性运动范围内）。所以，在从经典力学到相对论的过渡中，许多经典力学的观念都要加以

改变，唯独伽利略相对性原理却不仅不需要加以任何修正，而且成了狭义相对论的两条基本原理之

O

跳高时为什么要助跑

在体育比赛中，跳远的运动员选择较长的助跑距离，而跳高运动员的助跑距离则要短得多。

如果选择较长的助跑距离，是否就跳不高呢？

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。-搬说来，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。

你会打秋千吗

你喜欢打秋千吗？也许你很喜欢却打不好。要知道，会打秋千的人，不用别人帮助推，就能越

摆越高，而不会打秋千的人则始终也摆不起来，知道这是什么原因吗？

请你仔细观察一下会打秋千高手的动作：他从高处摆下来的时候身子是从直立到蹲下，而从最

低点向上摆时，身子又从蹲下到直立起来。由于他从蹲下到站直时，重心升高，无形中就对自己做

了功，增大了重力势能。另外，在下降的过程中，因为脚对秋千做了功，人和秋千的总能量也会增

加。因而，每摆一次秋千，都使打秋千的人自身能量增加一些。如此循环往复，总能量越积越多，

秋千就摆地越来越高了。你也试试看。

火车头做得轻些好吗？

原因倒不是因为材料和技术不允许，而是，火车头一旦做的轻了，它对后面车厢的拉力就会明显减

少。火车头对车厢的拉力来源于火车车轮和铁轨之间的摩擦力。当火车前进时，车轮向后推铁

轨，铁轨反过来向前推车轮。这个相互推的力产生在车轮与铁轨相接触的地方，叫做摩擦力。摩擦

力的大小与两物体(车轮与铁轨)压紧的力的大小有关，若是火车头做的轻便了，那么这个压紧的

力就减小了，火车就拉不动后面的车厢了，你说是吗？

蚂蚁从高处落下来为什么摔不死

众所周知，人从楼上掉下摔不死也会摔成重伤，可是蚂蚁从高处落下却会安然无恙，你知道

其中的密秘吗？

原来是这样：物体在空气中运动时会受到空气的阻力，其阻力的大小与物体和空气接触的表

面积大小有关。越小的物体其表面积大小和重力大小的比值越大，即阻力越容易和重力相平衡，从

而不致于下降的速度越来越大，也就是说微小的物体可以在空气中以很小的速度下落，所以蚂蚁落

地时速度很小，不致于摔死。我们还可以设想一种方法使蚂蚁摔死：把蚂蚁放在一根真空的长玻

璃管中。当蚂蚁在这种管子中下落时，因为没有空气阻力，如果管子足够长，蚂议就有可能摔死。

自行车身上的力学知识

自行车在我国是很普及的代步和运载工具。在它的“身上”运用了许多力学知识，

1.测量中的应用

在测量跑道的长度时，可运用自行车。如普通车轮的直径为0.71米或0.66米。那么转过一圈

长度为直径乘圆周率n，即约2.23米或2.07米，然后，让车沿着跑道滚动，记下滚过的圈数n,

则跑道长为nX2.23米或nX2.07米。

2.力和运动的应用：

(1)减小与增大摩擦。

车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦，人们常在这些部位加润

滑剂。多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎，车把手塑料套，蹬板套、闸把套等。变

滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时，车轮不再滚动，而在地面上滑动，摩擦大大增加了，

故车可迅速停驶。而在刹车的同时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮

滚动的目的。

(2)弹簧的减震作用。车的座垫下安有许多根弹簧，利用它的缓冲作用以减小震动。

3.压强知识的应用(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被

压破。(2)座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车

不易感到疲劳。

4.简单机械知识的应用

自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力

或省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等。

5.功、机械能的知识运用

(1)根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，常骑“s形”路线就是这个道理。

(2)动能和重力势能的相互转化。

如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势能。而骑车下坡,

不用蹬，车速也越来越快，此为势能转化为动能。

6.惯性定律的运用

快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突

然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，根据惯性定律，人和后轮要保持继续向前的运动状

态，所以后轮会跳起来。

切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！

运动中汽车要保持车距

前后行驶的车辆之间要保持一定的距离，距离的多少要根据汽车行驶速度、驾驶员的反应时间、汽

车的制动功能、路面情况而定。反应时间就是驾驶员看到情况后做出反应，并产生操作的时间，

与驾驶员的身体状况、注意力集中程度有关。制动功能与汽车本身性能有关，还有受到路面情况的

影响。千万不可忽视汽车会临时出现故障。路面情况要考虑雨天、下雪天、结冰、沙石、稻草

等影响，有这些情况时，路面的摩擦力减小，制动的距离会大大增长。

ABS-汽车防抱死装置简介

一、abs的应用：世界上第一台防抱死制动系统abs（ant-ilockbrakesystem）,在1950年

问世，首先被应用在航空领域的飞机上，1968年开始研究在汽车上应用。70年代，由于欧美七

国生产的新型轿车的前轮或前后轮开始采用盘式制动器，促使了abs在汽车上的应用。1980年

后，电脑控制的abs逐渐在欧洲、美国及亚洲日本的汽车上迅速扩大。到目前为止，一些中高级

豪华轿车，如西德的奔驰、宝马、雅迪、保时捷、欧宝等系列，英国的劳斯来斯、捷达、路华、宾

利等系列，意大利的法拉利、的爱快、领先、快意等系列，法国的波尔舍系列，美国福特的tx3、

30x、红慧星及克莱斯勒的帝王、纽约豪客、男爵、道奇、顺风等系列，日本的思域，凌志、豪华

本田、奔跃、俊朗、淑女300z等系列，均采用了先进的abs。到1993年，美国在轿车上安装abs

已达46%,现今在世界各国生产的轿车中有近75%的轿车应用abs。

现今全世界已有本迪克斯、本迪克斯、波许、摩根・戴维斯、海斯・凯尔西、苏麦汤姆、本

田、日本无限等许多公司生产abs,它们中又有整体和非整体之分。预计随着轿车的迅速发展，

将会有更多的厂家生产。

二、abs的功用：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的方向的轨迹行驶。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。当

制动器产生的制动力增大到一定值时，汽车轮胎将在地面上出现滑移。其滑移率6=（vt-va）/v

tX100%式中：3-滑移率；vt-汽车的理论速度；va-汽车的实际速度。据试验证实，

当车轮滑移率6=15%—20%时附着系数达到最大值，因此，为了取得最佳的制动效果，一

定要控制其滑移率在15%-20%范围内。abs的功能即在车轮将要抱死时，降低制动力，而

当车轮不会抱死时又增加制动力，如此反复动作，使制动效果最佳。

三、abs的两种控制方式

1.双参数控制：双参数控制的abs,由车速传感器（测速雷达）、轮速传感器、控

制装置（电脑）和执行机构组成。

其工作原理是车速传感器和轮速传感器，分别将车速和轮速信号输入电脑，由电脑计算出实际

滑移率，并与理想滑移率15%—20%作比较，再通过电磁阀增减制动器的制动力。

这种曳速传感器常用多普勒测速雷达。当汽车行驶时，多普勒雷达天线以一定频率不断向地面

发射电磁波，同时又接收反射回1来的电磁波，测量汽车雷达发射与接收的差值，便可以准确计算出

汽车车速。而轮速传感器装在变速器外壳，由变速器输出轴驱动，它是一个脉冲电机，所产生的频

率与轮速成正比。执行机构由电磁阀及继电器等组成。电磁阀调整制动力，以便保持理想的滑移

率。这种abs可保证滑移率的理想控制，防抱制动性能好，但由于增加了一个测速雷达，因此结

构较复杂，成本也较高。

2.单参数控制：它以控制车轮的角减速度为对象，控制车轮的制动力，实现防抱死制

动，其结构主要由轮速传感器、控制器（电脑）及电磁阀组成。轮速传感器由传感器和齿圈钢环

组成：1.电缆2.永磁体3.外壳4,传感线圈5,极轴6.齿圈

为了准确无误地测量轮速，传感头与车轮齿圈间应留有1mm间隙。为避免水、泥、灰尘对传

感器的影响，安装前应将传感器加注黄油。电磁阀用于车轮制动器的压力调节。对于四通道制动

系统，一个车轮圈有一个电磁阀；三通道制动系统，每个前轮拥有一个，两个后轮共用一个。电磁

阀有三个液压孔，分别与制动主缸与车轮制动分缸相连，并能实现压力升高、压力保持、压力降低

的调压功能。工作原理如下。

1）升压在电磁阀不工作时，制动主缸接口和各制动分缸接口直通。由于主弹簧强度大，使进

油阀开启，制动器压力增加。

2）压力保持当车轮的制动分缸中的压力增长到一定值时，进油阀切断关闭。支架就保持在中

间状态，三个孔间相互密封，保持制动压力。

3）降压当电磁阀工作时，支架克服两个弹簧的弹力，打开卸荷肉使制动分缸压力降低。压力

一旦降低，电磁阀就转换到压力保持状态，或升压的准备状态。

控制装置ecu的主要任务是把各车轮的传感器传回来的信号进行计算、分析、放大和判别，

再由输出级将指令信号输出到电磁阀，去执行制动压力调节任务。电子控制装置，由四大部分组成,

输入级a、控制器b、输出级c,稳压与保护装置do电子控制器以4-lOlhz的频率驱

动电磁阀，这是驾驶员无法做到的。这种单参数控制方式的abs,由于结构简单、成本低，故目

前使用较广。在美国克莱斯勒型高级轿车中大多配备了这种单参数控制方式的abs。它在轿车的

四个轮上都装有轮速传感器。分配阀是一个三通道的分配阀，它位于制动油泵总成的下

方。在车轮轴上安装有45齿或100齿的齿圈，轮速传感器的传感头装在齿圈的顶上。当车轮

转动时，使传感器不断产生电压信号，并输入电脑，与rom中理想速度比较，算出车轮的增速或

减速，向电磁阀发出升压或卸压的指令，以控制制动分缸制动力。

四、abs使用中注意的问题：（1）更换制动器或更换液压制动系部件后，应排净制动管

路中的空气，以免影响制动系统的正常工作。（2）装有abs的汽车，每年应更换一次制动液。

否则，制动液吸湿性很强，含水后不仅会降低沸点，产生腐蚀，而且还会造成制动效能衰退。（3）

检查abs防抱死制动系统前应先拔去电源。

生活中应对雪灾的措施

对于席卷我国南方的冰雪灾害，中央气象台连续发出暴雪橙色和红色警报。专家认为，对付雪灾,

气象部门已经总结出了行之有效的办法。在习惯了气候温暖、多年不见雪的南方省份，了解的人却

不多。

在湖南，连日来有人因灾死亡，伤病员超过10.5万人，数以万计的人被大雪围困在机场、

车站和高速公路上，大批牲畜被冻死。灾损如此严重，与天灾有关，但也牵涉到群众、单位的防范

意识。记者就此采访了湖南省气象台和湖南省气象学会，了解到很多应对雪灾的措施，值得引起重

视。首先，雪灾来临之前，要注意关于暴雪的最新预报、预警信息；要准备好融雪、扫雪工具和设

备；要减少车辆外出；要了解机场、高速公路、码头、车站的停航或者关闭信息，及时调整出行计

划；要储备食物和水；要远离不结实、不安全的建筑物；要为牲畜备好粮草并收回野外放牧的牲畜；

对农作物要采取防冻措施。雪灾一旦发生，应该积极应对：要做好道路扫雪和融雪工作，居民

和商铺也要积极配合，“各人自扫门前雪”是必要的；外出时要采取防寒和保暖措施，在冰冻严重

的南方，尽量别穿硬底鞋和光滑底的鞋，给鞋套上旧棉袜，是很多人在这场冰雪灾害中摸索出来的

好办法；驾车出行，慢速、主动避让、保持车距、少踩刹车、服从交警指挥和注意看道路安全提示

是关键；给非机动车轮胎稍许放点气，以增加轮胎与路面摩擦力，也能防滑。

如果遭遇了暴风雪突袭，除了上述注意事项外，要特别注意远离广告牌、临时建筑物、大树、

电线杆和高压线塔架；路过桥下、屋檐等处，要小心观察或者干脆绕道走，因为从上面掉落的冰凌,

在重力加速度作用下，杀伤力不次于刀剑。

汽车的安全气囊是怎样的呢

安全气囊在车辆发生碰撞时能够起到缓冲作用，从而降低撞击对车内乘客造成的伤害。很多人将安

全气囊等同于srs,这是不准确的，其实安全气囊只是srs的一种。srs是英文supp1

ementa1restraintsystem的缩写，中文含义是辅助防护系统，常见的辅

助防护系统有安全气囊和安全带。在很多汽车的转向盘上和仪表板右侧杂物箱上方都标有srs或

airbag,这表示有安全气囊安装在此处。安全气囊系统的组成安全气囊系统主要包括

碰撞传感器、气囊电脑、系统指示灯、气囊组件以及连接线路，气囊组件主要包括气囊、气体发生

器以及点火器等。

（1）碰撞传感器对于各汽车制造厂生产的车辆，碰撞传感器的安装位置不尽相同，而口碰撞传

感器的名称也不统一，例如有些碰撞传感器按照工作原理也称为加速度传感器。①按照用途的不同,

碰撞传感器分为触发碰撞传感器和防护碰撞传感器。触发碰撞传感器也称为碰撞强度传感器，用于

检测碰撞时的减速度或惯性，并将碰撞信号传给气囊电脑，作为气囊电脑的触发信号；防护碰撞传

感器也称为安全碰撞传感器，它与触发碰撞传感器串联，用于防止气囊误爆。②按照结构的不同，

碰撞传感器分为机电式碰撞传感器、电子式碰撞传感器以及机械式碰撞传感器。防护碰撞传感器一

般采用电子式结构，触发碰撞传感器一般采用机电结合式结构或机械式结构。机电结合式碰撞传感

器是利用机械的运动（滚动或转动）来控制电气触点动作，再由触点断开和闭合来控制气囊电路的

接通和切断，常见的有滚球式和偏心锤式碰撞传感器。电子式碰撞传感器没有电气触点，目前常用

的有电阻应变式和压电效应式2种。机械式碰撞传感器常见的有水银开关式，它是利用水银导电的

特性来控制气囊电路的接通和切断。③对于早期的汽车，一般设有多个触发碰撞传感器，安装位置

一般在车身的前部和中部，例如车身两侧的翼子板内侧、前照灯支架下面以及发动机散热器支架两

侧等部位。随着碰撞传感器制造技术的发展，有些汽车将触发碰撞传感器安装在气囊电脑内。防护

碰撞传感器一般都与气囊电脑组装在一起，多数安装在驾驶舱内中央控制台下面。

（2）气囊电脑它是气囊系统的核心部件，大多安装在驾驶舱内中央控制台下面。气囊爆炸后，

在气囊电脑中会存储碰撞数据和故障码，这些故障码用普通仪器无法清除。为了保证气囊工作的可

靠性，很多汽车生产厂家建议气囊电脑一次性使用。但是气囊电脑的价格很高，因此很多具有气囊

电脑数据修复功能的仪器被开发出来，通过读取并修复碰撞数据，可以实现气囊电脑的再次使用。

需要注意的是，配件市场上存在将修复电脑作为新配件销售的情况，购买配件时应注意。气囊电脑

气囊系统有2个电源，即汽车电源（蓄电池和发电机）和备用电源，备用电源电路由电源控制电路

和若干电容器组成。当汽车发生碰撞导致蓄电池和发电机与气囊系统断开时，备用电源在一定时间

内（一般为6s）可以维持气囊系统供电。在维修气囊系统时应注意备用电源的作用，在断开蓄

电池电源后仍需要等待一段时间以使备用电源放电，具体等待时间请参阅相关维修手册。

鱼为什么要跃出水面？

新闻事件美国媒体上周报道，密歇根州57岁的妇女朱辿•扎戈尔斯基近日在佛罗里达州礁岛

群附近的一艘游艇上晒太阳时;一条34公斤重的黄貂鱼突然跃出水面，撞向朱辿面部，朱迪最后

不治身亡。被一条“空中飞鱼”活活撞死听上去是一件不可思议的事。那么，觅食或避免成为“囊

中物”原因可能有两个：一是为了吃掉其他鱼；二是防止被吃掉。当鱼类之间相互追逐来到海水表

面时,被追赶的鱼就会突然“腾空跃起”，为的是使“捕食者”感到迷惑不解，既不能确定“目标”

飞到哪儿去了，也无法预测它会重新跃入哪里.。比如胭脂鱼就经常为了逃避梭鱼类或者蜂科鱼的追

逐而从水面跃起。新闻中所提及的黄貂鱼，尽管其体型在海洋中已经算是比较大的了，但它是牛鲨

和锤头鲨最喜欢的食物。也有鱼类是为了躲避其他体积巨大、声音响亮的物体而跃出水面，比如亚

洲鲤鱼有时会为了躲避摩托艇而跃起。

“鱼跃”技巧千差万别：大多数种类的鱼都有跳跃能力，而且通常借助快速游向水表面

时的冲力和惯性“飞”跃起来。不同种类的鱼其跃起的技巧也有所不同。比如生活在热带的龙鱼就

是跳跃高手，它首先把自己盘卷成S形，然后迅速伸直，整个身体再腾空而起。龙鱼跃出水面是为

了捕食昆虫、小鸟或者水上的哺乳动物。某些种类的鱼特别擅于跳跃。拿鞋鱼来说，在产卵的时候,

它们会腾空跃出海面，制造出一幅“瀑布式”的奇景。在飞出海面的那一刻它们会用尾鳍把水推开,

然后张开其类似翅膀式的胸鳍，使它们能够滑行约一两百米。

“飞”得比“游”得快

鱼在空中“飞行”的速度比在水中“游泳”要快得多。因为水的密度比空气大1000倍，同时,

由于鱼一直生活在水里，练就了强壮的“臂力”，因此，在跃出水面的一霎那，其强大的“臂力”

会促使它们在空中爆发“流星焰火”，也就是我们通常所见的一道白光式的水花。（当然，大多数

鱼在空中无法控制自己的行动o）

求爱时也用跳跃表达

某些科学家提出，跳跃在求爱时也管用。在自然界，雄性通常在雌性周围转来转去以吸引雌性。

而对某些鱼类来说，跳跃并重新撞入水中是它们“抓痕”的一种方式。鲸鱼、鲨鱼和大型鱼类如金

枪鱼常常受到鲫鱼（约0.3米长，在头部有吸盘，常吸附于鲨鱼、鲸、海龟或船体上）和寄生虫（如

槎教类动物）的干扰，坠入水中可以摆脱这些侵害物。研究人员已经计算出，一只海豚在空中旋转

一周会产生足够的向心力以甩掉那些寄生虫。

乒乓球中的物理知识

弧圈型上旋球和前冲式上旋球

运动员在击打来球时，要保持球拍与水平面有一定的倾角。球就能越过球网，落在对方的球台

上。在击球时不是用这种倾角迎面发力，而是使球拍大角度地向上“蹭”球，造成强烈旋转，球落

到球台后就会大角度弹起并旋转，-触对方球拍立即高高飞起。这就是弧圈型上旋球。另一种拉球

的方法是把倾角减小，球拍在球的顶部向前“蹭”球，球的旋转力很强，运行路线更加平直，一触

球台就前冲下滚，与正常的运行路线截然不同，使对手措手不及，运动员称之为前冲式上旋球。

长胶遏制了弧圈球

正在这危急的时候，中国漏现出一位力挽狂澜的小将张燮林，以他神奇的打法，魔术师般的技

巧和舞姿一样轻巧优美又舒展的动作使世界震惊，把不可一世的日本选手一个个斩于马下，为中国

队立下汗马功劳。张燮林原来是一个削球选手，惯于以柔克刚。他的广泛灵活，跑动范围大，远离

球台，当对方的来球速度减低后，他用球拍轻轻地一削、一拨，就使球稳稳地落到对方球台，软磨

硬泡，对方攻击型选手耐不住性子，频频发起进攻，屡屡造成失误。

那么，他是如何化解高度旋转的弧圈球呢？关键在于他的球拍，这是一件威力无比的秘密武器。

他的球拍没有海棉，只有--电胶粒很长的胶皮（俗称长胶）。长胶为什么能化解上旋球呢？这要从

海棉拍“吃球”说起。当攻方拉攻时，球是向上旋转的，而在守方的球拍接触球的一刹那，球是向

下旋转接触球拍胶粒。由于强烈的摩擦，球就会受到反作用力，转而向上高速旋转，猝不及防，球

就飞丢了。如果应对得当，球就会挡回对方球台，仍形成上旋球，但旋转已不那么强烈，正好造成

对方扣杀的机会。

但是，如果球拍的胶粒很长、很细、很软，球在球拍上就不会受到反作用力，如同蹭到了刷子

毛的尖，一扫过去，旋转方向没有改变，只是稍稍遇到点儿阻力，旋转被减弱了。如果继续沿原方

向旋转，回到对方手里，也成为了下旋球，使对方措手不及。而张燮林是绝不会“吃球”。他可以

凭借手腕的动作，使回球不转或下旋，变幻莫测。总之是与一般选手的回球截然不同，最终出奇制

胜。

合力球与上抛球

靠球的旋转制胜，已经成了重要的得分手段，而发球时制造旋转就更可以先发制人。旋转的强

烈程度取决于球与拍发生侧向撞击的速度。乒乓规则要求发球时球必须向上抛起，这时如果把球拍

向下切，摩擦球的侧面，球的旋转就会加剧。这是利用了物理中的相对运动、相对速度，在实践中

发挥了明显的技术效果。这就是所谓的“合力球”。充分体现“前三板”的威力。这种发球制胜的

手段几乎无人能敌。于是引起欧洲选手们的一片抗议和抵制。国际乒联也认为发球决胜负会限制乒

乓球对攻技术的发展。回合少了，观众就没有兴趣了，失去了观赏价值。于是修改规则，发球时,

不得在球上升过程中击球。这样“合力球”事实上就被取消了。不过，这倒更促使教练员们对物理

发生了兴趣。既然合力球的根本关键是球与球拍相对摩擦的速度，那么，就把球高高地抛起来。因

为根据物理规律，如果忽略空气阻力，那么上抛物体的初速度和它下落到这一点时的速度是相同的。

既然发球上抛时不准击球，它下落时总不能还不让打呀，只是速度还是那么快，球还是那么转。

球程弧线与挥拍动作

前面谈到，是否能把球回击到对方的球台上，而不至出界或落网，关键在于球拍与水平面的夹

角。倾角过小，球必落网；倾角过大，球就出界。有时，打球时使用的足惯用的成功的角度，一个

好机会一使劲，球就落到界外了。问题出在哪儿了？怎么调整呢？原来是挥臂动作过大，球拍触球

时间过长。根据物理中的动量定理，球速度的增加，和球接触球拍受力的时间长短有关。这就如同

步枪的枪管长，子弹受火药气作用时间长，子弹的出膛速度就快，子弹就打得远，而手枪枪管短,

子弹速度慢一样。因此，如果球行程过长，就要调整挥臂动作，缩短挥臂行程。

总之，乒乓运动的产生和发展都是和力学、运动学紧密相联的，恰当地运用物理知识，球路变

化一定能更得心应手。

生活语言中的力学知识

1、四两压千斤：根据杠杆原理，如果动力臂是阻力臂的几分之一，则动力是阻力的几倍，如

果秤佗的力臂很长，那么“四两”压千斤是完全可能的，难怪阿基米德会有撬动地球的豪言壮语。

2、如坐针毡，快刀斩乱麻：刀刃越薄，受压的面积越小，要实现同样的效果——快刀斩乱麻,

当然就省力了，“磨刀不误砍柴工”也是这个道理。

3、墙内开花墙外香：这是分子在作永不停息的无规则运动的结果。

4、坐地日行八万里：因为地球的半径为6370千米，地球每转一圈，其表面上的物体“走”了

约为40003千米，约为八万里，这是毛泽东吟出的诗词，它科学地揭示了运动与静止的关系一

运动是绝对的，静止总是相对参照物而言的。

5、风驰电掣：形容速度特别快。

6、力大如牛：比喻力气特别大。

挑重担的人走路为什么像小跑步

人在步行的时候，是左右脚交替着向前的，如果说得正确些，人的步行可以认为是一个接替一

个跌倒动作。人在站立不动的时候，从人体重心引下的垂直线，总是在两脚形成的面积里，这叫做

处于站立时的平衡状态。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。

所以我们说，一步一步地向前走，就是作一次一次的向前倾跌。这种倾跌趋势，跟人体的重量

和跨出步子的大小是有关的。向前倾跌的趋势越厉害，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，这就成了小跑步了还有，挑重担时

步子短促，可以使速度均匀，这样担子也可以匀速地跟着人向前移动。如果步子又大又慢，担子就

产生摆而不好挑了。

地震中逃生十大法则

地震虽然目前是人类无法避免和控制的，但只要掌握一些技巧，也是可以从灾难中将伤害降

到最低的。地震虽然目前是人类无法避免和控制的，但只要掌握一些技巧，也是可以从灾难中将伤

害降到最低的。

地震虽然目前是人类无法避免和控制的，但只要掌握一些技巧，也是可以从灾难中将伤害降到

最低的。

1.为了您自己和家人的人身安全请躲在桌子等坚固家具的下面：大的晃动时间约为1分钟左

右。这是首先应顾及的是您自己与家人的人身安全。首先，在重心较低、且结实牢固的桌子下面躲

避，并紧紧抓牢桌子腿。在没有桌子等可供藏身的场合，无论如何，也要用坐垫等物保护好头部。

2.摇晃时立即关火，失火时立即灭火：大地震时，也会有不能依赖消防车来灭火的情形。因此,

我们每个人关火、灭火的这种努力，是能否将地震灾害控制在最小程度的重要因素。从平时就养成

即便是小的地震也关火的习惯吧。为了不使火灾酿成大祸，家里人自不用说，左邻右舍之间互相帮

助，厉行早期灭火是极为重要的。

地震的时候，关火的机会有三次：

第一次机会在大的晃动来临之前的小的晃动之时，在感知小的晃动的瞬间，即刻互相招呼：“地

震！快关火1,关闭正在使用的取暖炉、煤气炉等。

第二次机会在大的晃动停息的时候，在发生大的晃动时去关火，放在煤气炉、取暖炉上面的水

壶等滑落下来，那是很危险的。大的晃动停息后，再一次呼喊：“关火！关火1,并去关火。

第三次机会在着火之后，即便发生失火的情形，在「2分钟之内，还是可以扑灭的。为了能够

迅速灭火，请将灭火器、消防水桶经常放置在离用火场所较近的地方。

3.不要慌张地向户外跑

地震发生后，慌慌张张地向外跑，碎玻璃、屋顶上的砖瓦、广告牌等掉下来砸在身上，是很危

险的。此外，水泥预制板墙、自动售货机等也有倒塌的危险，不要靠近这些物体。

4.将门打开，确保出口

钢筋水泥结构的房屋等，由于地震的晃动会造成门窗错位，打不开门，曾经发生有人被封闭在

屋子里的事例。请将门打开，确保出口。

平时要事先想好万一被关在屋子里，如何逃脱的方法，准备好梯子、绳索等。

5.户外的场合，要保护好头部，避开危险之处

当大地剧烈摇晃，站立不稳的时候，人们都会有扶靠、抓住什么的心理。身边的门柱、墙壁大

多会成为扶靠的对象。但是，这些看上去挺结实牢固的东西，实际上却是危险的。

在1987年日本宫城县海底地震时，由于水泥预制板墙、门柱的倒塌，曾经造成过多人死伤。

务必不要靠近水泥预制板墙、门柱等躲避。

在繁华街、楼区，最危险的是玻璃窗、广告牌等物掉落下来砸伤人。要注意用手或手提包等物

保护好头部。

此外，还应该注意自动售货机翻倒伤人。

在楼区时，根据情况，进入建筑物中躲避比较安全。

6.在百货公司、剧场时依工作人员的指示行动

在百货公司、地下街等人员较多的地方，最可怕的是发生混乱。请依照商店职员、警卫人员的

指示来行动。

就地震而言，据说地下街是比较安全的。即便发生停电，紧急照明电也会即刻亮起来，请镇

静地采取行动。

如发生火灾，即刻会充满烟雾。以压低身体的姿势避难，并做到绝对不吸烟。

搭乘电梯的话

在发生地震、火灾时一，不能使用电梯。万一在搭乘电梯时遇到地震，将操作盘上各楼层的按钮

全部按下，一旦停下，迅速离开电梯，确认安全后避难。

高层大厦以及近来的建筑物的电梯，都装有管制运行的装置。地震发生时，会自动的动作，停

在最近的楼层。

万一被关在电梯中的话，请通过电梯中的专用电话与管理室联系、求助。

7.汽车靠路边停车，管制区域禁止行驶

发生大地震时，汽车会象轮胎泄了气似的，无法把握方向盘，难以驾驶。必须充分注意，避开

十字路口将车子靠路边停下。为了不妨碍避难疏散的人和紧急车辆的通行，要让出道路的中间部分。

都市中心地区的绝大部分道路将会全面禁止通行。充分注意汽车收音机的广播，附近有警察的

话，要依照其指示行事。

有必要避难时，为不致卷入火灾，请把车窗关好，车钥匙插在车上，不要锁车门，并和当地的

人一起行动。

8.务必注意山崩、断崖落石或海啸

在山边、陡峭的倾斜地段，有发生山崩、断崖落石的危险，应迅速到安全的场所避难。在海岸

边，有遭遇海啸的危险。感知地震或发出海啸警报的话，请注意收音机、电视机等的信息，迅速到

安全的场所避难。

9.避难时要徒步，携带物品应在最少限度

因地震造成的火灾，蔓延燃烧，出现危机生命、人身安全等情形时，采取避难的措施。避难的

方法，原则上以市民防灾组织、街道等为单位，在负责人及警察等带领下采取徒步避难的方式，携

带的物品应在最少限度。绝对不能利用汽车、自行车避难。对于病人等的避难，当地居民的合作互

助是不可缺少的。从平时起，邻里之间有必要在事前就避难的方式等进行商定。

10.不要听信谣言，不要轻举妄动

在发生大地震时，人们心理上易产生动遥为防止混乱，每个人依据正确的信息，冷静地采取行

动，极为重要。从携带的收音机等中，把握正确的信息。相信从政府、警察、消防等防灾机构直接

得到的信息，决不轻信不负责任的流言蜚语，不要轻举妄动。

鸟巢工程设计中的物理学知识

国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点

高度为42.8米。在保持“鸟巢”建筑风格不变的前提下，新设计方案对结构布局、构建截面形式、

材料利用率等问题进行了较大幅度的调整与优化。原设计方案中的可开启屋顶被取消，屋顶开口扩

大，并通过钢结构的优化大大减少了用钢量。大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为37.96

米。主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置，有22根主桁架直通或接近直通。为了避免出现过于

复杂的节点，少量主桁架在内环附近截断。钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件，交叉布置

的主桁架与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。主看台部分采用钢筋混凝土

框架一剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完全脱开。

“鸟巢”是2008年北京奥运会主体育场。由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中

国建筑师合作完成的巨型体育场设计，形态如同孕育生命的“巢”，它更像一个摇篮，寄托着人类

对未来的希望。设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理，只是坦率地把结构暴露在外,

因而自然形成了建筑的外观。

“鸟巢”以巨大的钢网围合、覆盖着9.1万人的体育场；观光楼梯自然地成为结构的延伸；立

柱消失了，均匀受力的网如树枝般没有明确的指向，让人感到每一个座位都是平等的，置身其中如

同回到森林；把阳光滤成漫射状的充气膜，使体育场告别了日照阴影；整个地形隆起4米，内部作

附属设施，避免了下挖土方所耗的巨大投资。

鸟巢是一个大跨度的曲线结构，有大量的曲线箱形结构，设计和安装均有很大挑战性，在施工

过程中处处离不开科技支持。“鸟巢”采用了当今先进的建筑科技，全部工程共有二三十项技术难

题，其中，钢结构是世界上独一无二的。“鸟巢”钢结构总重4.2万吨，最大跨度343米，而且结

构相当复杂，其三维扭曲像麻花一样的加工，在建造后的沉降、变形、吊装等问题正在逐步解决,

相关施工技术难题还被列为科技部重点攻关项目。

说起q460钢材，大多数人可能都不了解。“鸟巢”结构设计奇特新颖，而这次搭建它的钢结构

的q460也有很多独到之处：q460是一种低合金高强度钢，它在受力强度达到460兆帕时才会发生

塑性变形，这个强度要比一般钢材大，因此生产难度很大。这是国内在建筑结构上首次使用q460

规格的钢材；而这次使用的钢板厚度达到110毫米，是以前绝无仅有的，在国家标准中，q460的

最大厚度也只是100毫米。以前这种钢一般从卢森堡、韩国、日本进口。为了给“鸟巢”提供“合

身”的q460,从2004年9月开始，河南舞阳特种钢厂的科研人员开始了长达半年多的科技攻关，

前后3次试制终于获得成功。如今，为“鸟巢”准备的q460钢材已经开始批量生产。2008年，400

吨自主创新、具有知识产权的国产q460钢材，将撑起“鸟巢”的铁骨钢筋。

——小鸟筑巢

从东刚果至南非州热带稀树干草原，常常可以见到有一种叫苍头燕雀的织布鸟。它们用草和许

多不同柔韧度的纤维织成的巢，象一粒粒奇异的果实一样悬挂在树枝上。织布鸟选择结实的动物毛

发——最常见的是斑马或羚羊身上的毛，将巢牢牢地系在树枝上，还用嘴将毛发缠成总是一个式样

的结子作为记号。这样的鸟巢能承受在里面栖身的一对成年雀鸟和几只幼鸟的全部重量，任凭风吹

雨打也不会脱落下来。

本世纪初，自然科学爱好者矣热恩•玛雷发现年轻的雀鸟在筑巢时并未仿效它们的年长伙伴。

为了排除年轻雀鸟受训的可能，矣热恩从织布鸟巢取走几粒卵，把它们偷偷地放到他家哺养的金丝

雀的巢里去孵化。当雏鸟破壳而出逐渐长大后，又把它们转移到另一个特定的地方，让它们在那

里结成“伴侣”，生儿育女，同时不让它们获得可供筑巢的任何合适材料，而是让它们直接把卵产

在笼底。产下的卵又取走，再让金丝雀孵化……就这样反复试验，使得第四代的织布鸟不仅断绝了

与前辈和自然界的联系，而且完全被人工所驯化。

现在，他在鸟笼里放进一小撮草，一些纤细树枝和纤维物。织布鸟就在笼里利用这些材料开始

工作。很快，鸟儿就编好了悬挂在笼子里的巢，而且其式样与它们自由自在的上几代所营造的巢毫

无二致。它们熟谙营造技术，这方面的知识绝不比它们的曾祖、高祖逊色。它们也懂得用松软但不

够结实的马的毛垫在笼子底部，而决不会将它错织到巢壁上。如材料有剩，它们就会用剩料来加固

巢与笼上树条的联接，用它扎成带“商标”的特别的结子。

如果没有了摩擦力会变成什么样

摩擦是一种极为普遍的现象，摩擦在实际生活中的例子也很多，如抓住物体需要摩擦，皮带传

动需要摩擦，铁钉固定在墙上也要靠摩擦等等。但摩擦也会给我们的日常生活带来麻烦。例如：机

器开动时-，滑动部件之间因摩擦而浪费动力，还会使机器的部件磨损，缩短寿命。我们有时希望地

球上从来就没有摩擦力，但如果真的没有摩擦力，人们的生活又会发生什么样的变化呢？

首先，也是最基本的，我们无法行动，脚与地面没有了摩擦，人们简直寸步难行。自行车车轮与

地面间光滑，怎么才能开动呢？汽车还没发动就打滑，要么就是车子开起来了就停不下来，没有阻

碍它运动的力，就只能无限滑下去最后与其它车相撞造成一起又一起的交通事故。飞机无论是活塞

发动机或者涡轮喷气发动机都无法启动。

第二，我们无法拿起任何东西，我们能拿东西靠的就是摩擦力，摩擦力来自于物体本身的凹凸和

我们手上的指纹，这下好，物体光滑，我们也没有了指纹，想拿东西却和它作用不上，只能干着急，

不仅拿不起东西，拧盖子扭把手，一系列的力的作用都无法进行；生活处处困难重重。想写字却拿

不起笔，笔又不能和纸产生摩擦写字，想吃饭碗筷却拿不住，筷子怎么也夹不住菜，想喝水又提不

起杯子；想穿衣服却拿不起穿不上；想工作劳动，但任何工具都一次次从手上滑落……这样的话,

人安会多么无助。如果没有了摩擦，那么以后我们就再也不能够欣赏美妙的用小提琴演奏的音乐等,

因为弓和弦的摩擦产生振动才发出了声音。总之，假如没有摩擦的存在，那么人们的衣、食、住、

行都很难解决。如果衣食住行、学习、生活、工作、劳动等所有方面人们都因拿不起东西这个小小

的因素困扰，人们还怎么有最基本的生存，更别提发展了。

有资料说，某国家已研制出所谓的“超润滑材料”，可将它用到军事上，一旦战争暴发，将这种

超润滑材料洒到对方的公路上、铁路的铁轨上和飞机起飞的跑道上，使对方的战车、运兵车、火车

无法运行，军用物资无法运送；飞机不能起飞，失去制空权……用以谋求战争的胜利，这种超润滑

材料所起的作用还真有点战略意义呢！

我们可能幻想过如果没有摩擦，干什么事情都将不会有阻力，可等我们真正到了没有摩擦力的世

界，才感受到摩擦力的重要。摩擦力有利也有蔽，我们应该尽量减少那些有害摩擦，学会利用摩擦

造福人类。

人身上的杠杆

在人体生理卫生课上已经学过，人身上有206块骨，其中有许多起着杠杆作用，当然这些起杠

杆作用的骨不可能自动地绕支点转动，必须受到动力的作用，这种动力来自附着在它上面的肌肉.

肌肉靠坚韧的肌健附着在骨上.例如肱二头肌上端肌腱附着在肩胛骨上，下端肌腱附着在梯骨上,

肱三头肌上端有肌腱分别附着在肩胛骨和肱骨上，下端附着在尺骨上.

人前臂的动作最容易看清是个杠杆了，它的支点在肘关节.当肱二头肌收缩、肱三头肌松弛时,

前臂向上转，引起曲肘动作；而当肱三头肌收缩、肱二头肌松弛时，前臂向下转，引起伸肘动作.从

上图很容易看出，前臂是个费力杠杆，但是肽二头肌只要缩短一点就可以使手移动相当大的距离.可

见，费了力，但省了距离.

在人体中，骨在肌拉力作用下围绕关节轴转动，它的作用和杠杆相同，称为骨杠杆。人体的骨杠

杆运动有三种形式：

1.平衡杠杆:支点在力的作用点和重力作用点之间。如颅进行的仰头和俯首运动。

2.省力杠杆：重力作用点在支点和力的作用点之间。如行走时提起足跟的动作，这种杠杆可以克

服较大的体重。

3.速度杠杆：力的作用点在重力作用点和支点之间。如肘关节的活动，这种活动必须以较大的力

才能克服较小的重力，但运动速度和范围很大。

静脉输液中的物理知识

静脉输液时，要求在输液过程中，保持滴点的速度几乎不变。通过观察封闭式静脉输液用的部

分装置，结合气体压强、液体压强的知识我们不难说明其道理。

输液时一，医生先将葡萄糖液瓶倒挂，然后将通气管上的通气针插入，这时通气管与葡萄糖液瓶内

部连通，葡萄糖液有一部分进入通气管内。但我们注意到进入的量并不多，通气管内的液面远比葡

萄糖液瓶内的液面要低。接着医生就把点滴玻璃管和输液管连好，然后将输液管通过针头与葡萄糖

液瓶内部相连。调节橡皮管上的夹子，葡萄糖水就开始均匀地一滴一滴在点滴玻璃管内卜落了。

首先，当插入通气管后，为什么通气管内的液面远低于葡萄糖液瓶内的液面。由于葡萄糖液瓶内

的空气是密闭的。当通气管和葡萄糖液瓶内接通时，部分葡萄糖液已进入通气管，这样葡萄糖液瓶

内部的液面就有所下降，瓶内空气的体积就会增大，压强就要减小。正是由于瓶内空气压强减小，

小于外界大气压，所以导致了通气管内的液面与葡萄糖液瓶内液面之间出现了上述的高度差。

其次，我们来分析输液时葡萄糖液瓶内的压强情况：我们知道，液体压强是随深度增加而增大

的。液体越深压强越大，这样液流速度就越快。在输液开始后，葡萄糖液瓶内的液面持续下降，瓶

内空气压强减小，因而通气管内的液体由于受到外界稳定的大气压强的作用，很快被压回到葡萄糖

液瓶内。当通气管（包括针头）内没有了葡萄糖液后，其针头顶端开口处的小液片就刚好在上下都

是一个大气压强的作用下平衡。小液片的上部受到向下的压强是瓶内空气压强以及葡萄糖液产生的

压强。小液片的下部受到向上的压强是外界大气压强。当瓶内液面继续下降而导致瓶内空气压强略

有下降时，小液片就不再平衡，它让开一个“缺口”，气泡就冒上了瓶内空气之中。瓶内空气量增

多，压强就稍有增大，通气管针头顶端开口处的小液片又在上下都是一个压强的作用下重新平衡。

这佯，在整个输液过程中，通气管针头顶端开口处的小液片受到的向下的压强基本保持在一个大气

压强的水平，不会因瓶内液面的下降而变化。由于图中通气管针头顶端所处水平面液体的压强基本

保持不变，因而在它下面一定距离的点滴玻璃管上端口液体的压强也基本保持不变。这样，就对稳

定滴点速度起到了积极作用。

光学部分

人是怎样看见物体的

古人很早就思考过这个问题，提出过一些猜测。有人认为是眼睛发出光线，这些光线碰上物体,

人才看见那些物体。还有人认为眼睛发出触须那样的东西，通过触摸而看到物体。这些看法都是错

误的，但它说明人的认识是不断进步的。

公元11世纪，阿拉伯科学家伊本？海塞本纠正了上述看法。他认为光线是从火焰或太阳发出，

射到物体上，被物体反射后进入人眼，人因此而看到物体。

现在我们知道，人眼就好像一架照相机。当发光物体发出的光或不发光物体反射的光进入眼睛，

通过眼睛的折光部分在眼的视网膜上形成物体倒立的像，然后通过神经系统传到大脑，产生视觉,

人就看到了物体。

太阳镜保护眼睛的原理

不反光玻璃的发明者是美国科学家凯瑟琳•布洛杰特（1898〜1979）。这种玻璃在任何光照下都

是完全透明的。这位美国女科学家是纽约州通用电器公司声望极高的实验室区接受的第一位女性。

当时她年方19,成为物理化学家，诺贝尔奖得主欧文•朗谬尔（1881〜1957）的助手。欧文正从

事分子膜的研究。分子膜是很薄的物质膜层，就如单个分子铺成的“垫”那样。布洛杰特在30年

代末发现，将一种钢的薄膜放在透镜上，可减少透镜的全反射光。于是不反光的眼镜诞生了。

太阳镜能阴挡令人不舒服的强光，同时可以保护眼睛免受紫外线的伤害。所有这一切都归功于金

属粉末过滤装置，它们能在光线射入时对其进行“选择”。有色眼镜能有选择地吸收组成太阳光线

的部分波段，就是因为它借助了很细的金属粉末（铁、铜、银等）。事实上，当光线照到镜片上时,

基于所谓“相消干涉”过程，光线就被消减了。也就是说，当某些波长的光线（这里指的是紫外线

a,紫外线b,有时还有红外线）穿过镜片时，在镜片内侧即朝向眼睛的方向，它们就会相互抵消。

形成光波的相互重叠并非偶然现象:一个波的波峰同其靠近的波的波谷合在一起,就导致相互抵消。

相消干涉现象取决于镜片的折射系数（即光线从空气中穿过不同物质时发生偏离的程度），还取决

于镜片的厚度。一般来讲，镜片的厚度变化不大，而镜片的折射系数则根据化学成分的差异而不同。

偏振眼镜则提供了另外一种保护眼睛的机理。柏油路的反射光是比较特殊的偏振光。这种反射

光与直接来自太阳的光或者任何人工光源的光的不同之自就在于秩序问题。偏振光是由全朝一个方

向震动的波形成的，而一般的光则是由不定向震动的波开成的。这就像一群无秩序随意走动的人与

一批迈着整齐步伐行进的士兵那样，形成了鲜明的对经。一般地讲，反射光是一种有秩序的光。偏

振镜片在阻挡这种光时特别有效，因为它的过滤性在发挥作用。这种镜片只让朝一定方向震动的偏

振波通过，就像将光“梳理”了一样。对于道路反光问题，使用偏振眼镜能减少光的透射，因为它

不让与道路平行震动的光波通过。事实上，过滤层的长分子被导向水平方向，可以吸收水平偏振光

线。这样，大部分的反射光就被消除掉了，而周围环境的整个照明度并未减少。

最后，变色眼镜的镜片能在太阳光线射来之后变暗。当照明减弱之后，它又重新变得明亮了。

之所以能够如此，是因为卤化银的结晶体在起作用。在正常情况下，它能使镜片保持完美的透明度。

在太阳光的照射不，晶体中的银便分离出来，处于游离状的银便在镜片内部形成小的聚集体。这些

小的银聚集体呈犬牙交错的不规则块状，它们无法透射光线，而只能吸收光线，其结果就使镜片变

暗。在光暗的情况不，结晶体又重形成，镜片随之恢复到明亮状态。

将璃璃加工制成镜片，需经过4道工序。让我们看看生产玻璃的大商家，美国人科宁所彩用的加

工程序。第一道工序是熔化，将基本的混合物加热到1100~1500℃。

卜一步是提炼，即再提高玻璃的温度，使它更具流动性，并将熔化后仍残留在玻璃内的气体排除

掉。玻璃从熔管中流出等待被切割，以形成准确的质量，称为“玻璃滴”，