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教师指导:从生活中学物理

来源:101教育网整理 2015-05-14 字体大小: 分享到:

灌满水的瓶子

有两个相同的玻璃瓶,一个空着,一个灌满了水,同时从相同的高度落到地面上,哪个瓶子容易破?一般说重的瓶子容易破。可是,当瓶子灌满水后,瓶子里的水还有另外一个作用,能减少瓶子的形变,反而使瓶子不容易破了。

玻璃瓶破裂,大多是由于形变引起的。空瓶子落地,地对瓶子产生一个压力,瓶子从外向里形变,终于破裂。瓶子装满水,由于水是不可压缩的,从而减少了形变,使得瓶子不易破裂。瓶子里装满水,再拧紧瓶盖,就更不容易摔破了。

大力神筷子

思考

把一根筷子插入装着米的杯子中,然后将筷子上提,筷子会把米和杯子提起吗?

材料

塑料杯一个、米一杯、竹筷子一根。

操作

1、将米倒满塑料杯;

2、用手将杯子里的米按一按;

3、用手按住米,从手指缝间插入筷子;

4、用手轻轻提起筷子,杯子和米一起被提起来了。

讲解

由于杯内米粒之间的挤压,使杯内的空气被挤出来,杯子外面的压力大于杯内的压力,使筷子和米粒之间紧紧地结合在一起,所以筷子就能将成米的杯子提起来。

茶杯中的汤匙

一位有经验的家庭主妇,当她把热茶倒到客人的茶杯里去的时候,为了避免杯子破裂,总不会忘记把茶匙放在杯子里,最好是银茶匙。是生活上的经验教会她这个正确的做法的。那么,这个做法的原理是什么呢?

首先,我们要明白,在倒开水的时候,杯子为什么会破裂。

这原因是玻璃的各部分没有能够同时膨胀,倒到杯子里去的开水,没有能够同时把茶杯烫热。它首先烫热了杯子的内壁,但是这时候,外壁却还没有来得及给烫热。内壁烫热以后,立刻就膨胀起来,但是外壁还暂时不变,因此受到了从内部来的强烈的挤压。这样外壁就给挤破了──玻璃破裂了。

你千万不要以为杯子厚就不会烫裂。厚的杯子在这方面来说,恰好是最不可靠的;厚的杯子要比薄的更容易烫裂。这原因很明显。薄的杯壁很快就会烫透,因此这种杯子内外层的温度很快会相等,也就会同时膨胀;但是厚壁的杯子呢,那一厚层的杯壁要烫透是比较慢的。

在选用薄的杯子或者别种薄的玻璃器皿的时候,有一点不要忘记:不但杯壁要薄,而且杯底也要薄。因为在倒开水的时候,烫得最热的恰好是杯子的底部;假如底太厚的话,那么,不论杯壁多么薄,杯子还是要破裂的。有厚厚的圆底脚的玻璃杯和瓷器,也是很容易烫裂的。

玻璃器皿越薄,把它加热就越可以放心。化学家就是使用非常薄的玻璃器皿的,他们用这种器皿盛了液体,就直接在灯上烧到沸腾,一点也不怕它会破裂。

当然,较好的器皿应该是在加热时候完全不膨胀的那一种。石英就是膨胀得非常少的一种材料,它的膨胀程度大约只等于玻璃的1/15到1/20。用透明的石英制成的厚壁器皿,可以随意加热也不会破裂。你可以把烧到红热的石英器皿丢到冰水里,也不必担心它会破裂。这一半是因为石英的导热度也比玻璃大。

玻璃杯不只在受到很快加热之后才会破裂,就是在很快冷却的时候,也有同样的情形发生,原因是杯子各部分冷缩时候所受的压力并不平均。杯子的外层受冷收缩,强烈地压向内层,而内层却还没有来得及冷却和收缩。因此,举例来说,装有滚烫果酱的玻璃罐,决不可以立刻放到严寒的地方或直接浸到冷水里面去。

好,让我们再回到玻璃杯里的银茶匙上来,究竟银茶匙是怎样保证杯子不破裂的呢?

玻璃杯的内外壁,只有当开水一下子很快倒进去的时候,受热程度才会有很大差别;温水却不会使杯子各部分受热有很大差别,因此也不会产生强大的压力,杯子也就不会破裂。假如杯子里放着一柄茶匙,那么会发生些什么情形呢?

那时候,当开水倒进杯底的时候,在还没有来得及烫热玻璃杯(热的不良导体)之前,会把一部分的热分给了良导体的金属茶匙,因此,开水的温度减低了,它从沸腾着的开水变成了热水,对玻璃杯就没有什么妨碍了。至于继续倒进去的开水,对于杯子已经不那么可怕,因为杯子已经来得及略为烫热了。

总而言之,杯子里的金属茶匙,特别是这柄茶匙如果非常大,是会缓和杯子受热的不平均,因而防止杯子的破裂的。

足球中的“香蕉球”

如果你经常观看足球比赛的话,一定见过罚前场直接任意球。这时候,通常是防守方五六个球员在球门前组成一道“人墙”,挡住进球路线。进攻方的主罚队员,起脚一记劲射,球绕过了“人墙”,眼看要偏离球门飞出,却又沿弧线拐过弯来直入球门,让守门员措手不及,眼睁睁地看着球进了大门。

这就是颇为神奇的“香蕉球”。

为什么足球会在空中沿弧线飞行呢?原来,罚“香蕉球”的时候,运动员并不是拔脚踢中足球的中心,而是稍稍偏向一侧,同时用脚背摩擦足球,使球在空气中前进的同时还不断地旋转。这时,一方面空气迎着球向后流动,另一方面,由于空气与球之间的摩擦,球周围的空气又会被带着一起旋转。这样,球一侧空气的流动速度加快,而另一侧空气的流动速度减慢。物理知识告诉我们:气体的流速越大,压强越小(伯努利方程)。由于足球两侧空气的流动速度不一样,它们对足球所产生的压强也不一样,于是,足球在空气压力的作用下,被迫向空气流速大的一侧转弯了。

乒乓球中,运动员在削球或拉弧圈球时,球的线路会改变,道理与“香蕉球”一样。

标签: 物理 化学 (责任编辑: 101教育小编 )
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