中学生物理小常识:为什么冰是滑的

2020-05-19 18:25:06

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摘要:  为了帮助考生能够更好做好中考准备,下面小文老师为你精心准备了初二物理资料,持续关注本站将可以持续获取中考资讯!  在擦得光光的

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  在擦得光光的地板上,要比在普通地板上容易滑倒。这样看来,冰上也应该一样,就是光滑的冰应该比凹凸不平的冰更滑了。

  但是,假如你曾经在凹凸不平的冰面上拖过满载重物的小雪橇,你就会相信,雪橇在这种冰面上行进,竟要比在平滑的冰面上省力得多。这就是说,不平的冰面竟比平滑的冰面更滑!解释是,冰的滑性主要并不因为它平滑,而是完全由于另外的一个原因,就是当压强增加的时候,冰的熔点要减低。

  让我们分析一下,当我们溜冰或者乘雪橇滑行的时候,究竟发生一些什么事情。当我们穿了溜冰鞋站在冰上的时候,用鞋底下装着的冰刀的刃口接触着冰面,我们的身体是只支持在很小很小的面积上──一共只有几平方毫米的面积上。你的全部体重就压在这样大小的面积上。假如你想起前面第二部分里所谈的关于压强的问题,你就可以明白,溜冰的人对于冰面所加的压强是极大的。在极大压强的作用下,冰在比较低的温度也能够融化;比方说,现在冰的温度是零下5摄氏度,而冰刀的压力把冰刀下面的冰的熔点还不止减低5摄氏度,那么这部分的冰就要融化了。那时候就怎么样了呢?那时候在冰刀的刃口和冰面之间产生了一薄层的水──于是,溜冰的人可以自由滑溜了。等他的脚滑到了另外一个地方,发生的情形也是一样。总之,溜冰的人所到的地方,在他的冰刀下面的冰都变成了一薄层水。在现有各种物体当中,还只有冰具有这种性质,因此一位物理学家把冰称做“自然界惟一滑的物体”。其他物体只是平滑,却不滑溜。

  现在我们可以谈到本节的题目上来了:光滑的还是凹凸不平的哪个更滑。我们已经知道,冰面给同一个重物压着,受压面积越小,压强就越大。那么,一个溜冰的人站在平滑的冰面上,对支点所加的压强大呢,还是站在凹凸不平的冰面上所加的压强大?当然在凹凸不平的情形压强大:因为在不平的冰面上,他只被支持在冰面的几个凸起点上。而冰面的压强越大,冰的融化也越快,因此,这冰也就显得更滑了(这个解释只对于刀刃比较钝的冰刀是适用的,对于刀刃锋利的冰刀,因为它会切割到冰的凸起部分里去,所以上面所说是不适用的──在这个情形下,运动的能量要消耗到切割凸起部分上面去)。

  日常生活里有许多别的现象,也可以用冰在大压强下面熔点减低的道理来解释。两块冰叠起来用力挤压,就会冻结成一块,正可以用这个道理来说明。孩子们在捏雪球的时候,无意识地正是利用了这个特性,雪片在受到压力的时候,减低了它的熔点,因此有一部分融化了,手一放开就又冻结起来。我们在滚雪球的时候,也是在运用冰的这个特性:滚在雪上的雪球因为它本身的重力使它下面的雪暂时融化,接着又冻结起来,沾上了更多的雪。现在你当然也会明白为什么在极冷的日子,雪只能够给提成松松的雪团,而雪球也不容易滚大。人行道上的雪,经过走路的人践踏以后,也因为这个缘故,会逐渐凝成坚实的冰,雪片冻成了一整层的冰块。

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