科普-中华学生百科全书-第319章
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阻力不计）。这样，西瓜或人从抛上到落下，在水平方向上，西瓜、人、马
都以相同的速度前进，所以演员最终一定会落到马背上，西瓜会落到演员手
里，没有落在地上的危险。
惯性是物体本身的一种属性，它是客观存在的。认识了惯性，日常生活、
工作中就可以自觉地利用惯性为我们服务。例如，锤子头松了，拿着锤子把
在石头上墩一墩，由于锤把碰到硬物停止运动后，锤头由于惯性继续向下运
动，就紧箍在锤把上了。在光滑的路面上骑车，将车蹬起来达到一定速度后，
停止蹬车，车依靠惯性仍能走一段距离；如果路面阻力很小，车利用惯性可
走很长距离。宇宙飞船飞向月球也要利用惯性。飞船飞出地球的大气圈以后，
它所遇到的阻力几乎是零，飞船可以在不使用燃料的情况下，按已经得到的
速度飞行。
惯性的例子在日常生活中是不胜枚举的。给我们带来不便的惯性，就要
设法减小它的作用效果。例如：坐汽车或飞机时要将安全带系好，没有安全
带时则要扶好坐稳，以免人由于惯性作用而使身体受到磕碰伤害。
汽车、自行车在刹车时一定要刹住后轮，否则会很危险。比如：飞快骑
自行车的人，当他遇到紧急情况，突然用前闸刹车时，车身后部会跳起来，
甚至整个车身会以前轮为支点向前翻倒。这是因为前轮虽已停止运动，但是
后轮和人由于惯性却要继续向前运动的结果。那么刹住后轮，为什么前轮向
前冲的惯性不会使车子翻倒呢？因为这时整个车身以后轮为支点，由于车身
受到地面的阻碍，要想往前翻，是翻不过去的。
有趣的作用和反作用
你只要仔细观察，便会发现这样一个有趣的现象：每一个力都有一个相
等的反作用力。请看大力士挥手劈砖：在手给砖作用力的同时，砖也给手回
敬了一个大小相等而方向相反的反作用力；当物体放在地面上时，物体对地
面便有一定的压力，同时物体也受到地面的反作用力（支撑力），它们也是
大小相等、方向相反的，分别作用在地面上和物体上。作用和反作用的现象
在我们的日常生活中处处可见。
对任何作用力来说，总是存在一个数值相等、方向相反的反作用力。作
用力与反作用力总是作用在两个不同的物体上。这就是物体间的相互作用规
律——牛顿第三定律。宇宙间的力都是成对出现的，一个没有“伙伴”的单
独的力是不存在的。
人类在日常的生活、工作中总是在自觉或不自觉地应用牛顿第三定律。
在你划船或游泳时，船浆或手臂把水向后拨；在这同时，船或人体受到
水向前的推力，使船或人向前行进。
吹起一个气球，然后把捏住气球口的手松开，你将会看到当空气从气球
里向外逃时，气球则朝与空气相反的方向运动。火箭和喷气式飞机就是这样
制造的：当空气被迫朝后（或朝下）冲出时，飞机或火箭则以极快的速度朝
前（或朝上）飞行。
如果你的同伴和你开玩笑，将你孤零零地抛在光滑的冰面上。冰很滑，
你走不了，如何脱离困境到达岸边呢？精通物理的你非常聪明，你将身上携
带的大书包，或身边的大石头使劲向远离岸边的方向抛出去，那么使这些物
体运动的作用力的反作用力将帮助你向岸边滑去。是反作用力帮了你一把。
不过你也不要忘记还有作用力的功劳。
发射炮弹所产生的后坐力，是反作用力给人带来的麻烦，聪明的你是不
是已经想到了；后坐力也可以用同时向后抛射一些物质的方法来抵消。真可
谓“以毒攻毒”。无后坐力炮就是依据牛顿第三定律的原理设计的。这种炮
在向前发射炮弹的同时向后喷射火药产生气体，这样后坐力就被抵消了。请
读者注意无后坐力炮并不是消灭了反作用力，反作用力是不能消灭的，有作
用力就有反作用力。此时是新增加了一对作用力和反作用力，使两个作用在
炮膛上的反作用力互相抵消了。不过这样做付出的代价也是很大的，每发一
炮就要多消耗 2／3 甚至 3／4 的火药。尽管如此，无后坐力炮还是很受欢迎
的。在反映第二次世界大战的影片中，我们也常能看到士兵们肩扛着无后坐
力炮击毁敌人巨大坦克的情景。无后坐力炮的炮身可以做得很小巧，这是它
骄人的长处，一辆卡车就可以装好几门大口径无后坐力炮，可是同样威力的
一门野战炮则有几吨重呢。
跟着感觉走
学了牛顿第二定律知道：物体间力的作用是相互的，作用力与反作用力
大小相等、方向相反。这才恍悟：打人和挨打是受力相等，打别人并不占便
宜。可是，感性认识告诉我们：挨打的总感觉到皮肉痛苦，那又怎么解释呢？
让我们索性跟着感觉走，来寻找问题的答案。
你有没有这样的感觉：鸡蛋与石头相碰，必定鸡蛋倒霉。那是因为：尽
管它们受力相等，但是承受力的物质不一样，它们承受力的限度不一样。同
样，打人总是用拳头打对方薄弱的部位，自然是挨打的不利。
飞行员还有这样一种感觉：如果飞机在飞行中遇到一只小鸟，由于相对
速度很大，小鸟具有很大的动能，甚至能撞穿飞机。这就使我们联想到：主
动进攻者具有一个动能，他往往是有利的。
“功”“过”各半的摩擦
在我们的日常生活中，处处和摩擦打交道。提到摩擦，使人常常联想到
磨损、发热等，其实对摩擦的这种认识是不全面的。
两物体相互接触，发生在接触面上的阻止物体相对运动的力被称为摩擦
力。
实际上摩擦力并不总是和人作对，它也常常默默地助人。没有摩擦力的
帮助，走路对人来说就变成了很困难的事；汽车也无法行驶。想想在冰面上
活动或行走的情景，使得我们不得不重新认识摩擦。
假如你站在非常光滑的冰面上，想走动起来。你用力想把左脚向前移动，
此时在你身体内部有许多力的传递，但归根到底就好像两脚受到两个作用一
样，一个力 F1推动左脚向前，另一个力 F2。使右脚向后，两力 F1和 F2 大小
相等方向相反，它们能使你的双脚分开来，而你的身体仍然留在原地。假如
在粗糙的表面上，那么作用在右脚上的力 F2被作用在右脚鞋底上的摩擦力F3
所平衡（完全平衡或局部抵消），而加在左脚上的力 F1（左脚向前迈，在空
中没有与地面的摩擦）就推动左脚向前，全身重心也就跟着向前移动了。左
右脚交替进行在摩擦力的帮助下的上述过程，人就向前走了。
如果没有摩擦力，我们的世界、我们的生活将变得异常悲惨。不光人无
法行走，车辆无法开动，甚至连吃饭，穿衣都成了问题：饭将从我们嘴里滑
掉，衣服既抓不住也穿不到身上，人无法拿工具和文具，各种工作和劳动都
一事无成，不能劳动将意味着生存受到威胁。如果没有摩擦力，对质量不大
的物体来说，非常微小的万有引力也表现出来了，地球上所有的物体将像流
体一样，不断地滚着，滑着……这样的世界里人类是无法赖以生存的。所以
人们在日常生活和生产中不但依赖摩擦，而且还常常设法增加有益的摩擦。
如你在爬山时穿上橡胶底的运动鞋防滑；汽车在冰道上行驶时，路面要撒些
炉渣或沙子，或者在车轮胎上缚防滑链等。
事物都是一分为二的。刚才我们介绍的是摩擦力作为人类助手的一面；
不过有时候，摩擦力也确实给我们增加了一些麻烦。如各种机械和车辆内部
有很多转动和滑动的部件，它们转动时由于摩擦而使机器发热，甚至能把机
器烧坏等。
产生摩擦力的原因，是由于互相接触的两个表面凹凸不平所引起的。当
一个物体在另一个物体上滑动时，两个物体凸起的部分相互“咬合”在一起，
阻碍运动的发生。
运用和摩擦有关的物理学知识，我们可以更好地指导实践活动。比如，
若需增大有利的摩擦，我们可以用增加两个物体的接触面积，增大接触面的
粗糙度等方法。若要减少有害的摩擦，可以采用润滑剂或减少物体间的相互
接触面积，变滑动为滚动等方法来达到目的。
巧运影碑
参观过北京故宫的人就会发现故宫里陈列着许多整块大石头雕成的影
碑，一般都重达几千公斤。这些影碑都是古代劳动人民从石材产地运来的，
而在当时，既没有汽车，又没有火车，这些几千公斤重的影碑是怎样运进京
城里的呢？
劳动人民的智慧是无穷的。运送影碑时，先把它们装上大船，沿水路载
运。到了没水的地方，等到严冬，利用冬天的严寒天气，在路面上浇水，等
路面上冻了一层冰以后，将影碑放到冰上向前拉，拉一段，泼一段水，结一
段冰，再向前拉一段，最后一直拉到故宫。从物理原理来讲，这就是聪明智
慧的劳动人民在利用减少石块跟地面之间的滑动摩擦系数从而减少滑动摩擦
力的巧妙方法来运输影碑这种庞然大物的。
生活中的物理应用
人们在日常生活中积累了许多经验。现在介绍几个需要减小摩擦力和增
大摩擦力的实例。
当门锁因为生锈发涩不好打开时，可将铅笔芯削成碎粉末注入锁孔，这
样锁就容易打开了。当向木板中钉钉子时，用肥皂水蘸一下钉子再钉就容易
多了。当拉锁不流畅时，可向拉锁上抹一点石蜡，这样拉锁会变得好拉了。
上述三种方法都是为了减小摩擦力。
有时，人们还要有意增大摩擦力。比如，拉胡琴时要在弓上抹点松香，
这样发出的声音才响亮。又如车轮刹车一般是用胶皮来制动。由于胶皮跟车
圈间产生的摩擦力较大，有利于迅速把车轮刹住，不让其继续转动。山地自
行车的外胎纹槽更深，这也是为了增大跟地面间的摩擦力。
为什么自行车在行驶时不会跌倒
自行车两点着地却在行驶中不会跌倒，这个看来平常的事，却说明了一
个科学道理：凡是高速转动的物体，都有一种能竭力保持转动轴方向不变的
能力。高速旋转的陀螺就是一个好的例证。
自行车的前轮和后轮在行驶时，就是两个迅速转动的物体，也有保持转
动轴方向不变的能力，这个能力就使自行车不会倒下。当车要倒下时，人会
本能地调正车轮方向保持平衡。
为什么衣服被挂破总是直角形的
当衣服的某一点被一个东西挂住，而人又给了一个反方向的拉力，这会
对布造成破坏力，这时的破坏力应该是和拉力的方向一致的，为什么会出现
直角两个方向的破坏呢？这和布的结构有关。布是以经线和纬线编织而成，
最薄弱的环节就是单纯的经线或单纯的纬线，而受力方向往往是经线方向和
纬线方向两个力的合力方向，这就是布的最牢固的方向。破坏总是从最弱点
开始的，所以就形成了直角的裂口，也就是说这个破坏衣服的力量总是分解
成相互垂直的分力，一个沿纬线的方向，一个沿经线的方向。
为什么胶合板的层数都是单数
胶合板是我们生活中常见的建筑、装饰型木材，一般都分为三合板、五
合板、七合板……等，为什么它们都是单数层呢？
胶合板采用单数层的目的是为了使胶合板有一个中间核心层，一方面使
两面的薄板受到核心层的牵制，另一方面使中间层也受到外层的制约。因此
总是按木板纹理一块横，一块直交错重叠胶合起来的，使薄板相互牵制，不
易翘曲或折断。如果采用双层数，虽然是一横一直的排置，可是最外两层薄
板纹理不一致，就会出来一面的木板朝里收缩，另一面的木板朝横收缩，结
果胶合板两面的大小就不同了；而且，由于外面两层木板的纹理方向不同，
对中间层的制约作用也会失去，因此胶合板都是单数层。
神奇的浮力
在自然界，我们经常可以看到一些司空见惯的现象，但有时并没有想过
造成这种现象的原因。例如当被问到船只在海里沉没时，最终会停止在何处？
这与海水的深度有关吗？大家一定回答是沉入海底。但是为什么会这样呢？
有人会说是由于重力的作用。而听了下面的解释，你又会怎么想呢？你认为
这种说法对吗？
由阿基米德的浮力原理可知道，物体的飘浮性决定于客观存在的平均密
度，而不是它的重量。如果物体的平均密度比液体的密度大，那么它就下沉；
密度相同时，物体就可悬浮在液体中。深处的水由于受到上面水的重压，密
度会增加，海水越深，密度越大，那末到了相当的深处，海水的密度一定就
可以达到与船的平均密度相等。假使船沉到此处，就不会再沉下去，因为再
沉去就会碰到密度更大的海水，而被推上来了。因此，沉船会悬浮在相当深
的海水里，而不一定沉到海底。
好象结论很正确，因为海洋深处的压强是非常巨大。在海洋中深度每增
加 10 米，每平方厘米就增加 10．094 牛顿的压力，这相当于 1 标准大气压。
在许多地方，海洋的深度有好几千米，那里的大气压强是非常巨大的。有的
海员常和没有经验的旅客开玩笑，用很长的绳子把一塞紧瓶塞的空瓶子系上
重物沉入很深的海里。当把瓶子提上来时，里面竟装满了海水 1 旅客很惊讶，
因为瓶塞仍在上面紧紧地塞着。其实，这是海水的压强在作怪。当瓶子下沉
时，深水中的高压把瓶塞压入瓶中，使瓶子装满水；瓶子提上来时，由于压
力减小水膨胀而把瓶塞推回原处。
现在我们再回到原来的沉船问题上。虽然海洋深处有着巨大的压强，但
是水象所有液体一样，几乎不能被压缩。也就是说，无论多大的压强，总不
能把水压得比它原来体积小很多。1 大气压只能使水的体积缩小 1／22000。就
是在最深的海洋下，水的密度也增加不到 5％，不可能增加到与船的密度一
样大，所以船在一般海里沉没时，毫无疑问地都会沉到海底。
但对一些内陆的特殊海来讲，则是另外一种情况。例如死海，它的海水
密度很高，平常的海水约含盐 2％或 3％，而死海里水的含盐量高达 27％以
上。就是说有 1／4 的重量是盐，所以那里的海水的浮力很大，人和船都不会
沉没于水中。如果人在死海中游泳，绝对淹不死。你可以仰躺在水面上；甚
至，完全可以抬起头来，让身体在水面上浮着，只有脚跟浸入水中。因此与
其说是在水里游泳，还不如说是在水面上“游泳”。
我们如果仔细观察船舷，会发现它们上面都画了若干条横线——吃水
线。它表示船在各种密度的水里，满载时的最大吃水深度，超过此线，船就
可能下沉。在不同的海洋中，水的密度不同。吃水线在咸水里比较低，在淡
水里比较高。这些吃水线的位置实际上也与浮力有关，因为船浸入水的深度
决定于液体的密度。即当船上装着同样的货物，在海水里行驶，船就浮得高
些，而行驶到大河等有淡水的地方，就会浮得低点。实际上每一条船都能够
用来测量海洋中水的密度。
液体的密度能不能用简单的办法来测量呢？回答是肯定的，可以使用密
度计。它是一种测量液体密度的仪器，像船上的吃水线一样，密度计上不同
的刻度值表示了不同液体的密度值。在使用密度计时，只要把它插入液体，
它就会竖直地浮在液体中，液面所对应的刻度值就是该液体的密度值。
密度计实际上是根据沉浮原理制造
