校本教材——物理Word文档格式.docx

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想一想

推铅球要推得远，出手的仰角应采用45°

吗？

还是较45°

小些或大些?

许多中学物理教科书中，都讨论过样的问题：

设一抛体以一定的速率斜向抛射，如果空气阻力可以忽略，则它落回同一水平时，其水平距离以仰角为45°

时为最大。

但是，推铅球的抛掷点不是在地面上，而是离地一段高度h,如图所示。

图中表示，以同一出手速率作

45°

及40°

仰角抛掷，当落回抛掷点同一水平时，水平距离以45°

者较大。

但是，当它们落到地面时，水平距离却以40°

通过复杂的计算，获得以下的结论：

扒铅球欲得最大的距离，其出手的爷角应小于45°

这角度随出手速度的增大而增大，而随出手高度的增大而减小。

对出手高度为1.7米〜2米，而出手速度为8〜14米/秒的人来，出手仰角应为38°

〜42°

。

准确数字可从体育理论中由曲线查得。

至于其它掷类，受空气的作用力影响较大，各有不同的最佳仰角。

例如掷铁饼为30°

〜35。

；

标枪为28°

〜33°

；

链球为42。

〜44°

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第二章声的世界

耳朵听声和秘密

你是怎样听到声音的？

做一个耳朵模型，你就会明白：

你的耳朵如何把声音变成可传到大脑的信号，你的大脑有如何把信号转变成你听到的声音的。

1.用橡皮筋把塑料薄膜牢固地固定在纸筒的一端。

薄膜必须是光滑的。

2.把纸卷成一个锥形，用胶带粘牢3.用胶带将锥形的小边和纸筒的重叠处粘牢，就成了耳朵的模型。

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4.用橡皮泥把卡片固定在桌子上，用手电筒照射薄膜,使光点出现在卡片上。

5.对着锥形管大声唱和大声说话，光点就会快速抖动。

大声波使塑料薄膜上下晃动，光点也随之晃动。

大塑料薄膜就像耳道一端的鼓膜，它可把信号送到你的大脑中。

大你耳朵里的孔就是耳道的开口，耳道就像纸做的一个

管道。

大锥形管的作用就像你的外耳，声音直接对着他中心的孔。

检查耳朵

医生用一种特殊的的仪器可以检查耳朵的内部，使你的耳朵清洁和健康。

用这种方法，医生可以通过耳道

看到你的鼓膜。

研究土电话

你可能早就玩过'

土电话〃了：

用粗棉线（俗称'

小线〃）栓上两个纸盒，一人对着纸盒讲话，另一人把纸盒贴在耳朵上。

就听到了声音。

声波怎样在绷紧了的棉线里传播呢？

我们不妨改进一下'

土电话〃的实验，研究一下那根棉线上的声波。

找一段小线，在线中间拴上一面小镜子，线的一端拴在椅子背框上（或者由一位同学拉住），线的另一端穿在一个较大的纸盒子上。

拿住纸盒子，把线绷紧，让阳光照到镜子上，镜子的反射光线映到墙上。

线绷紧之

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后，镜子稳定下来了，它反射出来的光斑也就不再晃动了。

敲一下纸盒，纸盒发出了声响，与此同时你会看到,镜子反射出的光斑晃动了，它上下左右地摇晃着。

这个实验说明，声波在小线里传播时，出现了比较复杂的情况：

拴着镜子的那一点既有上下振动（与声的传播方向垂直），又有前后振动（与声波的传播方向一致）。

我们再看一看长纸板传声的情况。

找一块长纸板（或长些的木板），在纸板上放几小块纸屑或瓜子皮。

敲纸板的一端，另一端听到了声音。

同时观察小纸屑或瓜子皮，它们上下前后胡乱地移动着位量。

这个实验说明，固体表面传播声波时，也出现了复杂的情况。

1885年著名的英国物理学家瑞利在理论上指出，声波在固体表面传播时，会出现一种奇妙的表面声波。

表面声波是在固体表面（即两种介质的交界面）上传播的声波，它既不同于横波也不同于纵波，而是两者的合成。

1900年英国地震学家根据地震仪获得的记录，证实地震时地表面确实存在这种奇异的波，并且把它命名为瑞利波。

表面声波有许多种，瑞利波只是表面声波的一种模式。

表面声波并不神秘，你把石头扔到水里，在听到声响的同时会看到水面上荡漾起一个接一个的波纹，那就是在水面上传播的一种表面声波。

那水面就是两种介质（水和空气）的交界面。

尽管人类对声波的研究已经有几百年的历史，表面声波技术却是最近二十几年才兴起的。

：

L965年美国科学家怀特发明了一种仪器叫'

叉指换能器〃，这种仪器可以使电信号产生表面声波，也能使表面声波产生电信号。

从此，表面声波技术就在电视广播、通讯、雷达、电子计算机等各项技术中大显身手了。

听不懂自己

我们有这样的经验：

听录音机放出的自己的声音总觉得不太像，而在别人听来都认为像，这是这么回事呢？

我们平时听到的声音，可以通过两条不同途径传入耳内。

一条途径是通过空气，将声波的振动经过外耳、中耳一直传到内耳，最后被听觉神经感知。

别人听你的话，你自己（还有别人）听从录音机放出的自己的录音,都是通过空气途径传入耳内的。

对别人来说，直接听你讲话，或是听你的录首，由于都是听从空气里传来的声音，所以效果一样，即这两种声音是很像的。

另一条途径是通过骨头传播声音，这种方式叫'

骨导〃。

我们平时听自己讲话，主要是靠骨导这种方式。

从声带发出的振动经过牙齿、牙床、上下颌骨等骨头，传入我们的内耳。

因此，对我们自己来说，听自己讲话是通过骨导方式听到的。

由于空气和骨头是两种不同的传声没媒质，它们在传播同一声源发出的声音时，回产生不同的效果，因此，我们听上去就感到通过不同途径传来的声音的音色有差别。

于是就觉得录音机里放出来的声音不像自己的声音。

把空罐罩近耳朵为什么会听到嗡嗡声

帮助一小孩荡秋千，只要推的节律和秋千的摆动合拍，就能把秋千愈荡愈高。

秋千在单位时间内摆动的次数，叫做这个秋千的固有频率或自然频率（naturalfrequency）°

这频率由秋千的链长决定。

帮助小孩荡秋千的人所加的力，叫做驱动力。

驱动力在单位时间内驱

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动的次数，叫做驱动力的频率。

当驱动力的频率等于秋千的自然频率。

秋千就会愈荡愈高。

凡两个频率相等的物体，其中一个振动时，就能驱动另一个物体产生振动，这种现象叫做共振或共呜

（resonance）。

空罐内的空气，像弹簧一样是一个弹性体。

当外界的声波传到罐口，就从罐口传到罐底，又从罐底反弹回罐口。

这样，就和大人替小孩推秋千相似。

如果声波的频率和罐内空气的自然频率相等，则罐内空气就与声波共呜，产生较响的声音。

我们四周都存在各种频率的噪声，这些噪声很轻，平时并不察觉。

当把罐口凑近耳朵。

罐内的空气就与某些频率的噪声共呜，产生较明显的嗡嗡声。

若罐的长度愈小，产生的音调就愈高。

反之，长度愈长，产生的音调就愈低。

次声“杀人”之谜

1890年，一艘名叫“马尔波罗号”帆船在从新西兰驶往英国的途中，突然神秘地失踪了。

20年后，人们在火地岛海岸边发现了它。

奇怪的是：

船上的开都原封未动。

完好如初。

船长航海日记的字迹仍然依稀可辨；

就连那些死已多年的船员，也都“各在其位”，保持着当年在岗时的“姿势”；

1948年初，一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时，一场风暴过后，全船海员莫明其妙地死光；

在匈牙利鲍拉得利山洞入口廊里，3名旅游者齐刷刷地突然倒地，停止了呼吸......

上述惨案，引起了科学家们的普遍关注，其中不少人还对船员的遇难原因进行了长期的研究。

就以本文开头的那桩惨案来说，船员们是怎么死的？

是死于天火或是雷击的吗？

不是，因为船上没有丝毫燃烧的痕迹；

是死于海盗的刀下的吗？

不！

遇难者遗骸上看到死前打斗的迹象；

是死于饥饿干渴的吗？

也不是！

船上当时时贮存着足够的食物和淡火。

至于前面提到的第二桩和第三桩惨案，是自杀还是他杀？

死因何在？

凶手是谁？

检验的结果是：

在所有遇难者身上，都没有找到任何伤痕，也不存在中毒迹象。

显然，谋杀或者自杀之说已不成立。

那么，是以及病一类心脑血管疾病的突然发作致死的吗？

法医的解剖报告表

明，死者生前个个都很健壮！

案情的确蹊跷、迷离而莫测！

经过反复调查，终于弄清了制造上述惨案的“凶手”，是一种为人们所不很了解的次声的声波。

次声波是一种每秒钟振动数很少，人耳听不到的声波。

次声的声波频率很低，一般均在20兆赫以下，波长却很长，传播距离也很远。

它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远。

例如,频率低于1赫的次声波，可以传到几千以至上万公里以外的地方。

I960年，南美洲的智利发生大地震，地震时产生的次声波传遍了全世界的每一个角落！

1961年，苏联在北极圈内进行了一次核爆炸，产生的次声波竟绕地球转了5圈之后才消失！

次声波具有极强的穿透力，不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。

次声穿透人体时,不仅能使人产生头晕、烦燥、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊，吞咽困难、胃痛、肝功能失调、四肢麻木，而且还可能破坏大脑神经系统，造成大脑组织的重大损伤。

次声波对心脏影响最为严重，最终可导致死亡。

为什么次声波能致人于死呢？

原来，人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似

（0.01-20赫）,

倘若外来的次声频率与体内脏的振动频率相似或相同，就会引起人体内脏的“共振”，从而使人产生上面提到的头晕、烦躁、耳鸣、恶心等等一系列症状。

特别是当人的腹腔、胸腔等固有的振动频率与外来次声频率一致时，更易引起人体内脏的共振，使人体内脏受损而丧命。

前面开头提到的发生在马六甲海峡的那桩惨案，就是因为这艘货船在驶近该海峡时，恰遇上海上起了风暴。

风暴与海浪摩擦,产生了次声波。

次声波使人的心脏及其它内脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡。

次声虽然无形，但它却时刻在产生并威胁着人类的安全。

在自然界，例如太阳磁暴、海峡咆哮、雷鸣电闪、气压突变；

在工厂，机械的撞击、摩擦；

军事上的原子弹、氢弹爆炸试验等等，都可以产生次声波。

由于次声波具有极强的穿透力，因此，国际海难救助组织就在一些远离大陆的岛上建立起“次声定位站”，监测着海潮的洋面。

一旦船只或飞机失事附海，可以迅速测定方位，进行救助。

近年来，一些国家利用次声能够“杀人”这一特性，致力次声武器一一次声炸弹的研制尽管眼下尚处于研制阶段，但科学家们预言；

只要次声炸弹一声爆炸，瞬息之间，在方圆十几公里的地面上，所有的人都将被杀死，且无一能幸免。

次声武器能够穿透15厘米的混凝土和坦克钢板。

人即使躲到防空洞或钻进坦克的“肚子”里，也还是一样地难逃残废的厄运。

次声炸弹和中子弹一样，只杀伤生物而无损于建筑物。

但两者相比，次声弹的杀伤力远比中子弹强得多。

共振的幽灵

任何物体产生振动后，由于其本身的构成、大小、形状等物理特性，原先以多种频率开始的振动，渐渐会固定在某一频率上振动，这个频率叫做该物体的”固有频率”，因为它与该物体的物理特性有关。

当人们从外界再给这个物体加上一个振动（称为策动）时，如果策动力的频率与该物体