这一页不讲公式,只讲现象。你会发现物理其实就是一直在回答"为什么"——为什么苹果会掉?为什么能看到镜子里的自己?为什么冰会化成水?
你每天都在用力,只是没注意到。
想看"推和拉"这个想法怎么从感觉长到拉格朗日力学?看力主题树。
推门、拉抽屉、踢球、拿书包——这些动作里都有力。力就是物体对物体的作用。一个东西推或拉另一个东西,就是在用力。
请说出 3 个你今天"用力"的例子。想一想:是谁在推/拉谁?
开门(手拉门把手)、写字(手推笔)、走路(脚推地面)。你说别的也行,只要能说清"谁对谁用力"。
苹果从树上掉下来,球扔出去也会落地。为什么?
不管你站在哪里,松手的东西都会往下掉。这是因为地球在"拉"所有东西。这个力叫重力。
为什么冰上容易滑倒?因为冰面光滑,摩擦力小。为什么砂纸摸起来粗糙?因为摩擦力大。
摩擦力总是阻碍物体运动。走路不滑倒,就是因为脚底和地面有摩擦力。
如果没有重力,生活会变成什么样?请说出 2 个变化。
水不会往下流(会飘在空中);人跳起来就不会落地;雨滴不会掉下来。只要说合理都行。
有些工具能帮你用小力做大事。它们是怎么做到的?
人类很早就发现:用对了工具,力气小的人也能撬动很重的东西。这就是简单机械的原理。
一根棍子,下面垫一块石头当支点,一边放大石头(重物),另一边用力往下压——石头就被撬起来了。这就是杠杆。
固定在墙上的滑轮。它不能省力,但能改变力的方向——往下拉绳子,东西就往上升。就像升旗:你在下面拉,国旗升上去。
和重物一起移动的滑轮。它能省一半的力——两根绳子分担了重物的重量。建筑工地上的起重机就用滑轮组来吊重物。
把重东西推上斜坡,比直接抬起来省力。斜面越长越缓,越省力。盘山公路就是斜面原理——绕着山转圈上,比直上直下坡度小得多。
跷跷板上,一个 30kg 的小孩坐在离支点 2 米的地方。另一个 60kg 的大人要坐在离支点多远才能平衡?
杠杆原理:力臂乘力要一样。小孩那边 30×2 = 60。大人那边 60×距离 = 60,所以距离 = 1 米。大人坐离支点 1 米就能平衡。
拍手有声音,说话有声音。声音到底是什么?
拍手时手在振动。说话时嗓子在振动。鼓被敲时鼓面在振动。所有声音都来自振动。
把尺子按在桌边,露出一大截。拨一下,看它来回振动,同时听到声音。用手按住尺子,振动停了,声音也停了。
敲鼓时鼓面在做什么?如果把鼓面用手按住,还能发出声音吗?
鼓面在振动。按住鼓面,振动被阻止,声音就没了。
手电筒照出来是一条直线。光照到镜子上会弹回来。
光在空气中沿直线传播。照到镜子上会弹回来,这叫反射。反射有一个规律:入射角等于反射角。
光从空气进入水中时,方向会改变。这就是为什么水里的筷子看起来弯了。
为什么镜子能看到自己?而白墙看不到?
镜子表面非常光滑,光线整齐地反射回来,所以能看到像。白墙表面粗糙,光线散乱反射,所以看不到像。
冰是冷的,火是热的。温度告诉我们有多冷多热。
我们用温度来描述冷热。摄氏度(度)是最常用的单位:水结冰是 0 度,水烧开是 100 度。
冰加热变成水(熔化),水加热变成水蒸气(汽化)。反过来:水蒸气遇冷变成水(液化),水遇冷变成冰(凝固)。
还有:冰直接变水蒸气(升华),水蒸气直接变冰(凝华)。
冬天窗户上的水珠是怎么来的?是哪种变化?
屋里的水蒸气遇到冷玻璃,变成水珠。这是液化。
磁铁能吸铁但不能吸木头。而且磁铁有两个"极"。
磁铁和电池放在一起会发生什么?想看电和磁的关系怎么长到麦克斯韦统一?看电磁场主题树。
每块磁铁都有北极(N)和南极(S)。N 和 S 靠近会互相吸引,N 和 N(或 S 和 S)靠近会互相推开。
如果一根磁铁从中间断开,会变成什么?还有南北极吗?
断成两截后,每一截都会变成一个新的完整磁铁,各有各的南北极。磁铁不能只有一个极。
打开开关灯就亮了,这就是电在流动。
电从电池的一端出来,经过导线,到灯泡让它发光,再经过导线回到电池的另一端。这就形成了一个回路。
家里的插座里有电,绝对不能用手或金属去碰!只能用电池做实验。安全第一。
手电筒里有什么?拆开看看(让大人帮忙),电池、灯泡、开关、外壳是怎么连起来的?
手电筒就是一个简单电路:电池装在里面,按开关时电路连通,灯泡就亮了。松开开关,电路断开,灯就灭了。
动手做比只看管用一百倍。这些实验你在家就能做。
用一块磁铁,测试家里 10 样东西。哪些能被吸住?哪些不能?能被吸住的都是铁做的吗?
在暗处用手电筒照镜子,改变手电筒的角度,看反射光怎么变化。入射角和反射角一样吗?
把冰块放在桌上,观察它融化。记录从冰变成水用了多久。把另一块冰放在阳光下,融化更快吗?
把尺子按在桌边拨一下。改变露出来的长度,声音有什么变化?越长声音越低还是越高?
在光滑地面和粗糙地面上分别推一个盒子,哪个更容易?这说明摩擦力大小和什么有关?
拿两块磁铁,N 极对 N 极慢慢靠近。感受那个"推"的力。反过来 N 对 S 呢?