(应用物理论文）应用物理选讲论文 潘柳凤.doc

“应用物理选讲”课程论文
学院: 物理科学与技术学院
专业: 物理学
姓名: 潘柳凤
学号: 201010800003
用物理知识打开魔术世界
[摘要] 魔术,也称为幻术,与戏法同属一类型。但是它更加有趣,更加灵活****惯上,以藏挟见的称“戏法”;借助物理、化学原理和电子、机械装置等表演各种平常看来不可思议的变化。魔术更多的时候蒙着神秘的面纱,对于魔术是既惊叹,有喜爱。在魔术上我们也可以学****到相当多的知识,其中不乏物理知识,有些很小的原理就可以让我们表演一个十分精彩的游戏。所以我们希望揭开魔术的神秘面纱,探究其中的物理知识。
[关键词] 钢针喷泉棉布魔力
[正文]
1 钢针穿透玻璃(压强与动能的关系)
首先把一块完好无损的玻璃架在空中,然后表演者要设法让一根细小的钢针穿过玻璃。
一些人认为,钢铁的硬度比玻璃大得多,因为玻璃经不起敲打,失手一掉就碎,而钢铁却是坚韧无比。如果用铁棒大力敲击普通玻璃,发现要弄碎玻璃并不是难事,但不要以为用钢针击穿玻璃轻而易举。其实,玻璃的硬度比钢铁大,若用钢铁在玻璃上刻划,便会发现玻璃上并无残留钢铁的“杰作”,相反,玻璃却可以在钢铁上任意留下痕迹。这就足以证明铁并不比玻璃硬。倘若要问铁为何会轻易击碎玻璃,这就要归结与玻璃本身的质地了。玻璃硬而脆,受到强力冲击容易支离破碎,这就解释了为何玻璃比铁硬却容易被铁敲碎。
铁用力击打玻璃,需要制造足够冲力才能把它击碎,这便要求铁本身要具有一定的质量,但魔术中使用的只是小小的一根钢针。显然,单纯地凭借钢针自身的质量来击穿玻璃是行不通的。这时,需要两个简单的知识来解决。
首先是压强与受力面积的问题。在初中时候,我们都学过,相同的压力下,物体受力面积越小,作用效果越大。这就是为什么人们在制作图钉时,要把用手按的那一头做得又平又大而不是为节约工本减小它的面积。此魔术的通理也正是如此。通过钢针的针尖,使玻璃相对容易刺穿。
但玻璃要比墙和木头硬多了,并不是像按图钉一样用手的力量就可解决问题。这便引出另一个知识——动能与速度的关系。动能的大小与物体的质量和运动速度有关,在这里,细小的钢针显然不能通过质量来提高动能。所以,钢针的速度就是魔术成功的关键。运动速度越大,撞击物体时产生的能量就越大。曾经发生过高速运行的飞机被空中的飞鸟击穿的事故。小鸟能穿过飞机的钢板,可想而知,当时的力量是多么惊人。谁都知道,如果地球被小行星撞上的话,后果将会如何。1994年,科学家拍摄到了一颗直径约50千米的小行星与木星“亲密接触”的相片,在木星上发生了巨大的爆炸,覆盖面甚至比整个地球还大,要不是木星体积够庞大,恐怕如今太阳系也只有“八大行星”了。小行星能产生如此惊人的力量,也是由于它受到引力作用,撞击时拥有足够的速度。
用针刺穿玻璃需要上述两个条件同时具备,既要保证针竖直与玻璃接触,又要达到一定的速度,这纯粹就看表演者的技术了。
 
2 听话的喷泉(电荷的相互作用)
我们首先必须模拟一个情景,再分析其本质。
一个小魔术师让助手搬来一个非常漂亮的盆景,有假山、水池、亭台、楼阁,把整个景致点缀得生机盎然,而从假山中喷出的一股引人注目的泉水。
魔术师从桌上拿起一根玻璃棒并对观众说:“这盆景里的喷泉能听懂我的话。”说完他便开始用玻璃棒指挥起喷泉来,然而他的玻璃棒无论指向左或向右,喷泉毫