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突破自我
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化學(xué)老師來出英語寫作的題目？對，你沒看錯，當(dāng)英語和數(shù)學(xué)兩學(xué)院科發(fā)生“碰撞”，朋友們能突顯哪些樣的“火花”？
一次跨界的嘗試，讓小孩們用英語寫作的畫筆，描述化學(xué)現(xiàn)象及其在生活中的應(yīng)用，用不同的視角體會大數(shù)學(xué)的魅力的同時，將科學(xué)而精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)問題生動具體化，原先，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的學(xué)習(xí)過程高一物理摩擦力難題，是非常有意思的一件事！
先來瞧瞧化學(xué)陳老師給我們出的題目！
（點(diǎn)開看大圖）
見到這種問題，你有哪些樣的看法？一上去瞧瞧朋友們的作品！
變化的力
申若璇
夏日的冰場總有個有趣的地方，你會看到翩然蹁躚的花滑選手，也不免有些遲疑不前的群眾。看這位男孩穿好輪滑鞋，手扶在墻壁，正想往前走去，往前一用力兒，咦，如何向后滑走了呢？想要解決這個問題，關(guān)鍵點(diǎn)在于用力，也就是力，在我們討論力時，我們將方向、作用點(diǎn)、大小三個名詞稱為力的三要素。
在數(shù)學(xué)學(xué)中，牛頓分別在不同斜度近似光滑的玻璃上放上小球，發(fā)覺小球總能在抵達(dá)水平面時保持原速率，在行駛一段很長的距離后停下，當(dāng)物體運(yùn)動時，縱向只遭到相反的磨擦力，所以會停出來，但若果在一個絕對光滑的平面上（磨擦力為零時）小球縱向不受力，都會不斷運(yùn)動，若果讓其靜止，則再須要一個外力，為此，我們可以得出，力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。
一定有人會問，往前的推力，如何會變?yōu)橄蚝蟮牧δ兀渴紫龋私o墻的力不可能陡然消失，但是，我們的力太小，不足以將墻從靜止推到運(yùn)動，所以這部份沒有達(dá)成療效的力，都會原路返回，沿著手給人一個相反的推力，進(jìn)而改變了力的運(yùn)動方向。此時力的作用點(diǎn)仍然是與墻接觸的手，而對于力的大小，我們不妨找個彈簧測力計，測出它靜止時的寬度h1，使勁將它向上壓去一部份，測出此時的寬度h2，放手后再度檢測寬度h3，可見，h1=h3，由于h2相同，所以每次回彈的寬度相同，此時力的作用療效相同，力也就自然大小相等了，推墻與其原理相同，只是墻更硬，難以變型。
綜上所述，墻會給男孩一個力，由于力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)，所以男孩向后滑動，這樣的現(xiàn)象在生活中很常見，比如，提水桶時手向下，水桶也會向上拉，讓你的手出現(xiàn)深深的壓痕，假如沒有這些力，我們慢跑，寫字等基本活動都將難以實(shí)現(xiàn)。
之后在冰場上想讓自己滑得遠(yuǎn)一點(diǎn)，不妨試試用力推墻吧，體會力帶給你的快樂。
茶具的奧秘
代亦喬
茶，中國的名片，被無數(shù)人愛戴。空閑時，伴著暖陽，煮上一壺濃茶，在國人眼里便是幸福的了。不過，你有仔細(xì)觀察過茶具嗎?為何茶具的壺嘴可以倒出水來?這一切，還歸功于一個奇妙的數(shù)學(xué)知識——連通器原理。
連通器下端開口，上端連通，實(shí)驗(yàn)室使用的連通器規(guī)格多在15-30分米。連通器由多個不規(guī)則試管組成，試管材料為透明玻璃或塑膠。將比列合適的紅墨水緩緩放入連通器內(nèi)，便會發(fā)覺，(在不將液體灑出情況下)液體的多個液面總相平。這是為何呢?
連通器的原理可用液體浮力來解釋。若在U形玻璃管中裝有同一種液體，在連通器的頂部正中構(gòu)想有一液面s，左管中之液體對液面s向兩側(cè)的浮力，一定等于右管中之液體對液面s向兩側(cè)的浮力。因連通器內(nèi)裝有同種液體，左右兩個液柱的密度相同，依照液體浮力的公式p=ρgh(g取10N/kg)，可知，當(dāng)兩側(cè)液柱的高度相等時，兩側(cè)液柱對液面s的浮力能夠相等。所以，在液體不流動的情況下，連通器各容器中的液面應(yīng)保持相平。
茶具便是依據(jù)連通器原理工作的，若茶具壺身透明，當(dāng)放入茶水后，會發(fā)覺，茶水也如在連通器中一樣，壺身壺嘴液手相平。
連通器在生產(chǎn)實(shí)踐中有著廣泛的應(yīng)用，比如，過路涵洞、自動飲水器、鍋爐水位計，以及水閘都是連通器。
山峽水閘是世界上最大最成功的人造連通器之一。在水壩建設(shè)早期，遇見了這樣一個困局，山峽水壩的上下水位差最大可達(dá)113米，巨大的落差其實(shí)帶來豐富的水能資源，但也帶來了航運(yùn)方面的問題，怎么能夠?qū)⒋e初一百米呢?連通器完美得解決了這個問題，通過修筑水閘，使閘室和水道產(chǎn)生一個連通器，再聯(lián)接多個連通器，使船以坐扶梯的方式平穩(wěn)航運(yùn)。
通過了解連通器工作原理，我們會發(fā)覺，身邊的許多場景都用到了連通器。我們可以充分借助連通器的特性，為我們的生活帶去一份便利。
大自然的力--大氣浮力
易博宇
清亮的海水奔流而下，喚起紅色的浪花，飛鳥在空中展翅遠(yuǎn)逝，于蔚藍(lán)天際上靈巧自如，當(dāng)置身于這個世界，總會有這么些看似普通卻又神奇的事情，這就是月球自然而然的魅力。
從人類出生到死亡，會有好多好多的體味。像第一次踏足海中嘗試潛水時，能清晰地倍感海浪拍打的曲調(diào)，這是海水帶來的壓力；而第一次嘗試從高處躍下，也能切身體驗(yàn)到向上倒塌的失重感，那是月球帶來的重力；可當(dāng)你只是靜靜的呆在一處，隨便揮揮手，都會發(fā)覺不僅無時無刻存在的重力，雖然沒有任何其他力存在。
這么眼前的情境又是怎么發(fā)生的呢？一只玻璃瓶中裝滿水，用硬紙貼邊蓋下，倒置后竟然沒有出現(xiàn)水灑一地的狼籍場景。無瑕的杯子靜靜的懸在空中，水如同被硬紙死死抵住通常絲毫未動。是的，有一股力托住了硬紙片，并將其擠壓在瓶口，這就是大自然神奇的力-來自大氣的壓力。
大氣壓是由大氣層遭到重力作用而形成的，又由于二氧化碳具有流動性，所以對各個方向都有壓力。在二氧化碳流通時，我們周圍空氣的壓力能互相抵消，便體會不到壓力的存在，而當(dāng)杯里裝滿水，又貼著海面隔絕空氣時，杯中就沒有了二氧化碳，此時倒置，二氧化碳對瓶子水平方向的壓力相抵消，向下的壓力因?yàn)檫h(yuǎn)遠(yuǎn)小于杯中水的壓力，才會將硬紙牢牢地壓在瓶口上，締造了紙不掉、水不流出的神奇景色，而這個實(shí)驗(yàn)，稱為“覆杯實(shí)驗(yàn)”
日常生活中，與“覆杯實(shí)驗(yàn)”同理的還有用于掛東西的吸盤、鋼筆吸墨等等，這種都運(yùn)用到看似非常遙遠(yuǎn)的大氣壓。由此可見，大氣壓的實(shí)用性和無處不在是令人嘆惜為觀止的，而這就是大自然在無形之中賦于的恢弘力量，被借助好，就是一筆財富。同時也蘊(yùn)藏著毀滅性的能量，例如易拉罐內(nèi)部氣壓多于外界時，可以頓時擠壓產(chǎn)生一團(tuán)，其速率之快讓人冥冥形成一種對自然的崇敬之情。這，就是大自然的力。
“反重力”的水？
潘美伊
月球有地心引力，因而所有物體就會帶有重力，而接出來的覆杯實(shí)驗(yàn)中，最可能有疑問的是：“難道這杯水和紙片真的沒有重力嗎？”到底是不是這樣呢，讓我們一探究竟吧。
覆杯實(shí)驗(yàn)的操作步驟是：先把一個瓶子裝滿水，拿一個塑膠片將開口處覆蓋上（不能有空隙），再將瓶子倒扣過來，用手扣住，過三四秒后把手抬起，這時大多數(shù)人就會推測水應(yīng)當(dāng)會溶入而出吧，實(shí)則不然，塑膠片把水牢牢地鎖在杯中，也就是說，水處在一個靜止?fàn)顟B(tài)。
實(shí)驗(yàn)之后，我們可以畫一個受力剖析圖，首先，水給了塑膠片壓力，記作F水壓，而塑膠片自身帶有重力，記作G塑，其次，由于水和塑膠片處于一個靜止?fàn)顟B(tài)，所以必然有一個向下的支持力和F水壓加G塑保持二力平衡。而塑膠片的下方是大氣，所以是大氣給了它們一個向下的支持力，也就是廣為人知的大氣壓，俗稱大氣浮力。因而如今就可以解釋最常問的一個問題了，水并不是反重力，而是由于有大氣壓的存在，壓著水和塑膠片，才不會掉出來。
覆杯實(shí)驗(yàn)是一個為了證明大氣浮力存在的實(shí)驗(yàn)，而享譽(yù)遐邇的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)也是能證明大氣壓存在的。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓記作Po=1.^5Pa。生活中還有什么現(xiàn)象能證明大氣壓是存在的呢？
平常在使用吸管喝啤酒時，都是由于嘴先抽走了吸管中的空氣，使氣壓變小，吸管外部液面的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓把水從管內(nèi)給壓了上來，因而就喝到啤酒了。鉛筆吸墨水，吸盤吸墻壁都是借助了大氣浮力，證明了有大氣壓。所以以后在喝啤酒時不要再說是由于用力吸才上來的了，功勞可全是在大氣壓頭上呢。
大氣壓看不見也摸不著，并且周圍全是它，所以我們要了解并好好借助，讓生活愈加便利。
力是正的還是反的
關(guān)子謙
生活中時常可以看到這樣的場景，運(yùn)動員在起跑時，須要向后蹬地起跑，穿著滑板鞋時，向后推墻卻往前聯(lián)通，許多沒學(xué)過數(shù)學(xué)的人會倍感奇怪，莫非運(yùn)動方向和力的方向是相反的？
在人們的常規(guī)認(rèn)知中，運(yùn)動方向和力的方向是相同的，雖然這并沒有錯，可是為何往前施加一個力后向后聯(lián)通呢？這就要提及相對斥力這一概念了，因?yàn)榱κ腔ハ嗟模栽谖矬wa向墻或地施加一個大小為F的力時，墻也會對物體a施加一個大小為F且與推力等大反向的力（前提是墻不會被你推跑），而力也是可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)的，依據(jù)牛頓第二定理F和等于ma（m為物體質(zhì)量a為物體運(yùn)動時的加速度）可以曉得只要F和小于0，這么你才會開始運(yùn)動，而合力越大，加速度也越大，速率自然就更快，這也就完美解釋了為何穿溜冰鞋是往前推墻都會向后聯(lián)通。
肯定還有朋友有疑慮，明明我站在這里推了一下墻，那為何我不會向后聯(lián)通呢？這就要提出磨擦力這個概念了，磨擦力是與物體相對運(yùn)動方向相反的一種阻力。而只要有接觸的地方都會形成磨擦，也就是說我們的腳和地面之間是有與相對運(yùn)動方向相反的磨擦力形成的，而假如磨擦力等于你的推力，這么你的合力為零，自然就不會運(yùn)動了。而磨擦力的大小具體是多少呢？磨擦力主要分為滑動磨擦力青河磨擦力，而假如要使物體運(yùn)動，就應(yīng)當(dāng)使合力小于靜磨擦力。而靜磨擦力的最大值通常等于滑動磨擦力的大小，也就是μFn（μ為動磨擦質(zhì)數(shù)，F(xiàn)n為壓力）而假如你垂直于水平地面，你的重力就應(yīng)當(dāng)?shù)扔谀銓Φ孛娴膲毫Γ愕闹亓ψ匀皇呛茈y快速改變的，所以我們只能通過改變接觸面之間的粗糙程度，也就是穿上溜冰鞋來降低磨擦。所以穿上溜冰鞋時，推墻會聯(lián)通得更遠(yuǎn)。
在生活中也有好多地方運(yùn)用了這一規(guī)律，小到慢跑時的起跑和彈簧測力計的應(yīng)用，大到灰熊發(fā)射的動力都和其有關(guān)，這也彰顯了其在生活中的重要和普遍，這為我們的生活提供了很大的便利。
山峽的“近親”——下水道
王祎晨
在生活中，我們做的好多事情都可以用數(shù)學(xué)原理來解釋，如客機(jī)的升降，軍艦的航行，甚至就連你靜止坐在沙發(fā)上聽課，那些都與數(shù)學(xué)原理有關(guān)。化學(xué)可以很簡單，簡單到是你生活中的必備用品，化學(xué)也可以很艱深，如熱學(xué)的學(xué)習(xí)。
但即便化學(xué)再簡單或晦澀，也不會有人覺得下水道與山峽有聯(lián)系。做任何事都要循序漸進(jìn)，化學(xué)也一樣。我們從最簡單的現(xiàn)象入手，將一個上方開口，下方連通的容器置于水平桌面上，并對其注水。我們可以發(fā)覺無論容器管的大小、形狀如何變化，容器中各管的水平面總是相平的。這就是連通器原理，這也解釋了地理中的海拔為何都是距海平面的距離。
明白連通器原理后，我們從下水道的構(gòu)造入手，了解一下下水道。目前下水道大多呈一個逆秒針旋轉(zhuǎn)90度的“S”形狀，或則是一個正“V”再聯(lián)接一個反“V”形狀。這樣的構(gòu)造致使下水道中總會存有一些水，這種水擋住了下水道中的二氧化碳上升的路徑，因而降低了下水道的反味現(xiàn)象。一旦再有液體步入因?yàn)檫B通器原理為保證液體的持平，所以液面左右均會下降，當(dāng)兩側(cè)海面高過管壁后，才會自然流進(jìn)下水道深處。
了解完下水道構(gòu)造，我們再了解一下山峽工程。山峽地理位置坐落一二級階梯交界地帶，地勢落差大，所以渡輪到此未能直接繼續(xù)通行，而借助連通器原理卻可以完美解決此問題。首先打開上游閘門使軍艦步入，接著關(guān)掉上游閘門，打開另左側(cè)閘室的閘門，則兩閘室產(chǎn)生連通器，使水平面相平，渡輪駛向下一個閘室，以這種推，就可以實(shí)現(xiàn)渡輪的升降。
化學(xué)就是如此神奇，雖然是山峽如此大的工程雖然也是與日常生活中下水道是同一原理。不只是在這兩個地方運(yùn)用了連通器原理，爐窯水位計、茶壺等也都運(yùn)用了連通器原理。所以我們要在生活中發(fā)覺化學(xué)原理，并運(yùn)用數(shù)學(xué)原理建立人類的美好生活。
世界亞軍都吹不動的兵乓球
田雨欣
下雪天，雨滴向上掉落；執(zhí)筆的手一抬起，筆快速增長；將一個兵乓球貼近朝下的漏斗壁放置，若無手給的支持力，也是會落地的。但是，假如你對著吸管的下端向上吹氣，球是絕不會升高的。（你大可叫上世界肺活量最大的人前來一試）。這其實(shí)是一個顛覆常識的現(xiàn)象。
首先，我們來明晰一點(diǎn)：在此實(shí)驗(yàn)中，兵乓球的運(yùn)動都在豎直方向，其水平方向所受的力尚且相消。這么接出來就瞧瞧球上、下表面的不同吧。球的下表面與正常大氣接觸，大氣運(yùn)動微弱，而上表面因吹氣，流速大得多，就不難推測流速與壓力有關(guān)了。
這時，我們只須要引入實(shí)驗(yàn)最核心的原理—伯努利效應(yīng)，一切就迎刃而解了。它的陳述如下：在液體和二氧化碳中，流速越大的位置，浮力越小。
接出來的剖析就簡單多了。由于兵乓球上、下表面的面積相同，按照公式p=F/S可得下表面所受的壓力小于上表面。其強(qiáng)悍的壓力差都會將球向下頂，自然不會下落了。（所以假如你曾經(jīng)堅(jiān)持要靠蠻力踢倒球，這么大氣給球向下的力就更大，南轅北轍，可見剖析的重要性。）
生活中運(yùn)用伯努利效應(yīng)的實(shí)例不可計數(shù)，蘭博基尼車尾的氣流偏導(dǎo)器就是其中一個。
偏導(dǎo)器整體較扁，里面平直，下邊則向上突起。因?yàn)槎趸紖㈦s空間，我們在此僅取“一小塊”來進(jìn)行說明。街車行駛時，這塊二氧化碳也快速跑來。但這時它碰到了障礙物—偏導(dǎo)器，就只得分成兩塊，分別從上、下兩面跑過。偏導(dǎo)器上部突起，路程較長，二氧化碳既然要在同一時間內(nèi)通過，下方的流速就要更大。之后再用上剛才曉得的原理，下表面的浮力比上表面小，其上下表面的壓力差都會將蘭博基尼向上壓。這樣，街車行駛時，才會形成抓地力，行駛愈發(fā)安全。
伯努利效應(yīng)的意義重大，我們除了可以用它解釋有趣味性的小現(xiàn)象，也可以廣泛運(yùn)用于日常生活，便利人民。
誰不讓我喝啤酒？
胡心悅
你們小時候假如得病，一定會喝一種罐裝口服液吧！我最痛恨這些藥了，由于它總是吸不上來，苦的滋味會延續(xù)許久。而且喝快餐中的可樂，一下子就吸上來了，這是為何呢？
你一定想不到，這竟然和空氣有關(guān)！平時看不見的大氣高一物理摩擦力難題，卻有著這么大的力量！事實(shí)上，大氣的作用是很大的，除了可以抵擋我們喝啤酒，但是能托起很大的東西呢！有一個實(shí)驗(yàn)就可以證明。
你們都曉得，在一個瓶子上放一個紙片，將瓶子倒轉(zhuǎn)過來時，紙片才會掉落。這是由于瓶中空氣和外界大氣壓是一樣的，內(nèi)外抵消了，紙片的重力讓它掉落了。
然而，假若將瓶子中裝滿水再放上紙片，反轉(zhuǎn)過來的時侯紙片就不會掉落。為何呢？原先，紙片上方的水給它向上的力，向下的大氣壓的力卻比火柱大得多，可以牢牢地抵住水和紙片，使她們不會下落。
這么，大氣壓又是怎樣影響我們的啤酒的呢？在吸啤酒的時侯，果汁與大氣壓移動吸管內(nèi)空氣被吸干了，氣壓就變小。但大氣壓會“推”著啤酒向下步入吸管和嘴，使吸管內(nèi)啤酒向外的力和大氣對啤酒的壓力一致，我們能夠成功喝到啤酒。
然而口服液的瓶蓋是橡膠幾乎不與外界電信。這就促使在吸吸管時，沒有大氣可以“推”藥步入吸管，自然也就吸不上來。
大氣即使看不見摸不著，但是卻有如此大的威力呢！事實(shí)上大氣的壓力有一千帕多，可以托起十米的火柱。也就是說，只要你瓶子的寬度大于十米，大氣都可以幫你喝到啤酒。
生活中有些東西就是這樣，看似不起眼，卻有著很大的力量。之后每次喝啤酒，都說一聲：“謝謝大氣壓”吧！它而且大功臣呢！
END
