揭秘：简单物理小实验及其背后的神奇原理

物理小实验的简单操作及原理揭秘

在物理学的学习和探索中，小实验扮演着至关重要的角色。它们不仅能够直观地展示物理原理，还能够激发学习兴趣，加深对物理知识的理解。下面，我们将介绍一些简单有趣的物理小实验，并详细解析其背后的科学原理。

穿透土豆的吸管

操作：将一根吸管的一端用手指堵住，然后迅速将其插入土豆中。

原理：这个实验借助了空气的力量。当吸管的一端被手指堵住时，吸管内空气的唯一出口就是扎入土豆的那一端。在插入土豆的瞬间，吸管内空气体积变小，对周围的压强增大。虽然这个力不足以推开手指和吸管壁，但它足以从相对薄弱的土豆中冲出去，从而实现穿透。

平衡鸟

操作：制作一只平衡鸟，并在其尾部添加回形针，然后将其嘴巴放在手上，观察其是否保持平衡。

原理：平衡鸟之所以会平衡，是因为添加回形针后，重心由鸟身体中部前移到鸟嘴巴。这样，整只鸟实际的重心在嘴尖的下方，当把鸟嘴巴放在手上时，就像一个篮子挂在手指上一样，鸟能够稳稳地被托住。

奔跑的铁环

操作：拉长橡皮筋，然后将铁环放在其上，松开橡皮筋，观察铁环的上升过程。

原理：当橡皮筋被拉长后松开，它会向上收缩恢复原状。由于铁环与皮筋之间存在静摩擦力，铁环会随着皮筋一起上升。当我们用手遮挡住逐渐变短的皮筋时，从视觉上看去，好像是铁环在自己上升。

智取纸币

操作：将一张纸币放在硬币和瓶子的上方，然后迅速用手指敲打纸币，观察硬币和瓶子的移动情况。

原理：这个实验运用了惯性的原理。惯性是物体的一种固有属性，它会使物体保持静止或匀速直线运动的状态，抵抗运动状态被改变的性质。在快速抽取纸币时，当纸币移动的加速度大于摩擦力能提供的最大加速度时，硬币和瓶子的移动速度相对落后，因此不会移动。

轨道怪坡

操作：搭建一个轨道怪坡，观察小球在轨道上的滚动情况。

原理：由于重力的作用，物体的重心都有向下运动的趋势，使重心不断降低。在轨道怪坡实验中，当两个操纵杆平行时，小球重心与两木杆平行，所以小球由木杆高处往低处滚动。当木杆较高处慢慢分开时，小球在木杆开口最大地方的重心比木杆最低处更低。因此，小球趋向于向木杆开口更大、重心更低的方向滚动，形成“怪坡”现象。

悬空硬币桥

操作：将硬币层层叠放，形成一座悬空硬币桥，观察其稳定性。

原理：这个实验运用了一个基本力学原理——力矩。力矩在物理学里是指作用力使物体绕着支点转动的趋向。在悬空硬币桥中，硬币受到向下的重力以及下一层硬币的托举力，下一层硬币最右侧边缘成为该硬币的支点。当未悬空部分的硬币力矩小于悬空部分的力矩时，硬币会掉下来。当在该枚硬币上面继续叠放一枚硬币后，增大了未悬空部分的力矩，使得这枚硬币不会掉落。

迟钝的硬币

操作：将一张卡牌放在桌面上，上面放一枚硬币，然后迅速抽走卡牌，观察硬币的运动情况。

原理：这个实验要归功于牛顿第一定律。牛顿说过，运动中的物体习惯保持运动状态，静止的物体习惯保持静止状态——除非有外力施加在它们身上。因此，在实验中，当卡牌受力瞬间被移开后，硬币失去了承载物，而此时硬币几乎不受力，在惯性作用下“赖在原地”，后在重力作用下掉落杯中。

投石器

操作：制作一个简单的投石器，然后观察其投射物体的过程。

原理：投石器的原理涉及到弹性和杠杆原理。在初级版投石器中，当我们压住筷子时，力被存储到了弯曲的杆子中间。当我们松开手时，杆子恢复成直线所产生的力就会将物体投射出去。在升级版投石器中，当我们压住筷子时，皮筋发生变形，变形储存了能量，这种能量称为弹性势能。当我们松开手时，皮筋释放弹性所产生的力使得物体被投射出去。

马德堡半球

操作：将两个半球紧密合拢，然后用针筒抽出球中的空气，观察是否容易拉开它们。

原理：刚开始时，两个半球紧密合拢，无须用力就会分开，这是因为球内球外都有大气压力的作用，它们之间的作用相互抵消平衡了。当用针筒把球