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      “突然”的不一樣

      2025-01-14 00:00:00張軍
      初中生世界·八年級(jí) 2025年2期
      關(guān)鍵詞:杯口棉線鏟子

      大家有沒有想過這樣一些問題:當(dāng)我們用鏟子清除積雪時(shí),鏟子和雪是一起運(yùn)動(dòng)的,鏟子突然停止運(yùn)動(dòng)后,雪仍會(huì)被甩出去;晾曬衣服時(shí),用力甩一甩,會(huì)有水珠甩出來……這是為什么呢?今天讓我們一起來探索一下。

      在玻璃杯中加入適量清水,把KT板(或硬紙片)蓋在杯口,然后把雞蛋放在紙片上方杯口的位置,如圖1。

      用手指沿水平方向用力擊打KT板,如圖2。

      我們會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn),KT板飛了出去,雞蛋卻掉落在杯中,并沒有隨著KT板飛出去。

      其實(shí),這和文章開頭提到的用鏟子除雪和甩濕衣服原理是一樣的。我們將物體具有保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)稱為慣性。慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大,慣性越大,也就是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難以改變(大家可以自己嘗試做實(shí)驗(yàn)感受一下)。本實(shí)驗(yàn)中,雞蛋和KT板開始在水平方向處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)KT板突然受力飛出去后,由于雞蛋具有慣性,在水平方向仍要保持原來的靜止?fàn)顟B(tài),所以不會(huì)隨KT板運(yùn)動(dòng),而是在重力的作用下落入水中。

      這個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于讓KT板在短時(shí)間內(nèi)獲得一個(gè)較大的初速度,如果我們慢慢地拉KT板,雞蛋則會(huì)在摩擦力的作用下隨著KT板一起運(yùn)動(dòng)。了解了相關(guān)知識(shí)以后,大家試著分析一下用鏟子把雪甩出去和甩濕衣服的過程吧!

      下面我們?cè)賮砜纯催@樣一個(gè)實(shí)驗(yàn):

      用兩根相同的棉線系在同一個(gè)重物上,如圖3。

      如果我們突然用力拉動(dòng)下方的棉線,會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果?當(dāng)我們突然用力拉動(dòng)下方的棉線時(shí),在拉動(dòng)的一瞬間,由于重物具有慣性,仍會(huì)保持原來的靜止?fàn)顟B(tài),因此,上方的棉線長度不變,受力不變,而下方的棉線則會(huì)因超出彈性限度而斷裂。

      向下拉著下方的棉線,如果我們緩緩用力,上、下兩根棉線,哪根先斷?大家如果感興趣可以查閱資料并試著解釋一下,為什么緩緩用力會(huì)是上方的棉線先斷呢?

      名師簡介:

      張軍,江蘇省南京市玄武高級(jí)中學(xué)(梅園校區(qū))STEM項(xiàng)目主管,副研究員,江蘇省首席科技傳播專家,全國十佳優(yōu)秀科技輔導(dǎo)員。被評(píng)為“典贊·2023科普江蘇”十大科普人物,2024年江蘇省最美科技工作者。

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