专题01 物理学的生活学问-社会生活中寻物理足迹的案例小集

汽车尾窗为何布有条纹 务川民族中学 李子 注意观察可以发现，汽车的尾窗是有整齐的条纹的，条纹是细小的丝状体。这是一个极为普遍的现象。为什么汽车的尾窗会有条纹呢？ 其实，不管是哪个汽车公司设计生产出来的汽车，尾窗都是布有条纹的，这是因为它能满足广大驾驶员的重要的诉求。可以说这个条纹虽然细小，而且不起眼，但是对安全驾驶和汽车保养有着非常重要的作用。 人坐在汽车内由于呼吸产生的气体，遇到温度较低的车窗就会液化，汽车尾窗玻璃上就蒙上了液体，变得模糊，驾驶员就无法在车内通过尾窗玻璃清晰地看到车后的情景，对驾车产生很大的局限，对安全驾车有负面的影响。 此外，冬天的天气很寒冷，空气中的水蒸气预冷会液化，进一步预冷会凝固形成冰晶；或者温度急剧下降达到很低的温度，水蒸气直接凝华形成固态冰晶。这些都能让汽车尾窗变得模糊，有碍于驾驶。大雾天气，由于雾也是由若干小水珠组成的，汽车尾窗也会被蒙上一层液滴，变得模糊。 这些现象都会导致汽车尾窗的模糊，妨碍驾驶，那我们该怎么解决呢？ 纵观物质的三种状态：固态、液态、气态，只有气态物质不影响汽车尾窗的清晰。如此便得到了解决此问题的思路——把汽车尾窗上的液态液滴和固态冰晶都想办法变成气态水蒸气。 如何能实现这两个目标呢？可以知道，无论是液态物质还是固态物质，要想变成气态物质，都需要提供一定的能量，使得他们分子之间的距离超过一定的范围。给它们加热，就是给它们提供能量的最好方法，所以我们可以通过给它们加热的方法来实现我们的目标。 如何加热呢？原来汽车尾窗玻璃上的细条纹就是电阻丝，通电后就能发热，就能给玻璃上的液滴、冰晶提供能量，让他们变成气体，从而让玻璃由模糊变得清晰，为安全驾车提供保障。为什么汽车尾窗布有条纹，这就是主要的原因。 有些车辆如现在新款的捷达车，汽车尾窗玻璃内除了加热丝外，收音机的天线也设计到了尾窗玻璃内，称为窗式天线。还有一些装配有车载电话的高档轿车，电话的接收天线也被设计到了尾窗内，这种设计既美观又可以更合理的利用车内的空间。 思考与练习： 1、 有没有其他方法给汽车尾窗上的液滴、冰晶提供能量，让其变成气态物质？与条纹加热丝的方法相比如何？ 2、 举例说明生活中哪些做法运用了物态变化的原理及规律。 2018资源大赛官网：http://www.zxxk.com/topic/2018/xkwzyds $$ 用物理手段诠释孔明灯如何起飞 务川民族中学 李子 孔明灯又叫天灯，相传是由三国时的诸葛孔明所发明。当年，诸葛孔明被司马懿围困於平阳，无法派兵出城求救。孔明算准风向，制成会飘浮的纸灯笼，系上求救的讯息，其后果然脱险，于是后世就称这种灯笼为孔明灯。另一种说法则是这种灯笼的外形像诸葛孔明戴的帽子，因而得名。 现代人放孔明灯多作为祈福之用。男女老少亲手写下祝福的心愿，象徵丰收成功，幸福年年。 欲点灯升空时，在底部的支架中间绑上一块沾有煤油或花生油的粗布或金纸，放飞前将油点燃，灯内的火燃烧一阵后产生热空气，孔明灯便膨胀，放手后整个灯会冉冉飞升空，如果天气不错，底部的煤油烧完后孔明灯会自动下降。 孔明灯“会飞”的原因是：燃料燃烧使周围空气温度升高，密度减小上升，从而排出孔明灯中原有空气，使自身重力变小，空气对它的浮力把它托了起来。 由浮沉条件可知，只有满足：   F浮>G总=G热空气+G灯， 即：G灯时它才能上升，由此可知它的自重(包括外壶燃料的重力)要很轻才能起飞，轻到什么程度呢？   G灯<(ρ空气-ρ热空气)gV排，   m灯<(ρ空气-ρ热空气)V排，   空气的密度可由理想气体状态方程得出。   可见其能否起飞由灯质量和气温、热空气温度和孔明灯容积共同决定。   具体数据估算如下：   设当天气温：T空气=300K(27℃)；大气压强：1标准大气压，p=1.01325×105Pa；孔明灯容积：V容=V排=0.2m×0.25m×0.4m=2×10-2m3；加热后的空气温度：T热空气=500K(227℃)；ρ空气=0.029kg/mol. 在上述条件下孔明灯总质量在9.44g时，当热空气温度升到227℃时上升。 假设在上述条件下把孔明灯质量减轻成m灯=4g=4×10-3kg，即热空气温度只要升高到88℃，孔明灯即可上升。   仍按上述条件，若孔明灯质量   即m灯≥23.56g，则无论热空气温度升到多高也飞不起来。   由上面分析可知孔明灯要起飞，它的质量不能超过一定值，而且质量越小所需热空气温度越低，也就越容易起飞。 思考与练习： 1、 为使孔明灯能顺利起飞，根据物理原理制作孔明灯时应该注意什么事项？ 2、 在放孔明灯时应该注意哪些安全事项？ 2018资源大赛官网：http://www.zxxk.com/topic/2018/xkwzyds $$ 人挑重担走路为何像小跑步 务川民