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第一部分 力学3

一、长度、空间、时间和速度3

实验1 长度测量——你绝不会忘带的随身“标尺”3

实验2 速度测量——体验和感知3

实验3 测量时间——蜡烛钟4

实验4 时间和知觉——形体时间和形体外形5

实验5 空间知觉——人脸描述，你能抓住特点吗？6

实验6 距离感觉——大脑司令部有时也会出错6

实验7 知觉表达的遗憾——平面表达立体及其运动7

二、运动学8

实验8 火车轮缘上一点的轨迹有倒退，怎么回事？8

实验9 叠加原理Ⅰ——衣夹帮助实现两种运动叠加9

实验10 叠加原理Ⅱ——直尺也可以帮助运动合成10

实验11 叠加原理Ⅲ——行进中的车轮，轮辐速度大不同10

三、牛顿定律（一）12

实验12 惯性定律——破坏惯性表演的罪魁是什么？12

实验13 惯性Ⅰ——书的惰性12

实验14 惯性Ⅱ——洗澡间里的玩水游戏12

实验15 墨水涡流——旋转方向与陀螺相反13

实验16 惯性Ⅲ——与绳子黏不住的黏土球14

实验17 角速度——“旋转木马”的位置秘密14

实验18 橡皮水管——管内空气旋转排空法15

实验19 一个蛋的转动惯量——生蛋熟蛋鉴别15

实验20 烛焰的惯性——向着蜡烛运动加速度相反的方向运动15

实验21 惯性——水中表演16

实验22 惯性——巧与惯性作斗争17

四、牛顿定律（二）19

实验23 力和加速度Ⅰ——手推车的省力诀窍19

实验24 力和加速度Ⅱ——弹力与加速度19

实验25 接住鸡蛋——控制加速度，减小物体受力20

实验26 质量和加速度——橡皮筋和衣夹来诉说21

实验27 力与加速度的匹配——旋转的伞面21

五、牛顿定律（三）23

实验28 作用＝反作用——比赛谁的力气大？试了再说话23

实验29 作用力和反作用力——“活”力与“死”力有区别吗？23

实验30 相互作用——立定跳远的外部助力24

六、力25

实验31 力的合成——橡皮筋和图钉帮你找方向25

实验32 力的分解Ⅰ——平行四边形法则教你二人合作25

实验33 力的分解Ⅱ——扫地的技巧26

实验34 一个鸡蛋的强度——拱桥智慧的源泉27

实验35 尖劈——又一种省力的方法28

实验36 胡克定律——自己动手验证科学定律28

实验37 斜面——坡度和弹力的较量29

实验38 摩擦力Ⅰ——简易渡船码头拴船术29

实验39 摩擦力Ⅱ——与接触面粗糙程度相关30

实验40 寻找棍棒的重心——静摩擦力和滑动摩擦力的胜败交替30

实验41 摩擦——计算滑动摩擦系数31

实验42 向心力——手动向心力和重物的平衡33

实验43 引力——一个薄膜模型34

七、简单机械35

实验44 杠杆原理——检测力矩平衡35

实验45 杠杆——自制演示仪36

实验46 蜡烛跷跷板——活动的杠杆36

实验47 定滑轮——线轴定滑轮37

实验48 棒式下落机械37

实验49 滑轮组——以少胜多的棍棒滑轮组38

实验50 传动比——自行车棘轮传动比模拟38

八、下落实验39

实验51 “施了魔法”的木球和铁球下落实验39

实验52 下落实验——意外的停表39

实验53 引力——自己测量重力加速度40

实验54 自由降落Ⅰ——模拟失重41

实验55 自由降落Ⅱ——不漏水的洞眼？41

实验56 平衡——活沙漏打破死平衡42

实验57 能量转换——破坏平衡42

实验58 自由下落——失重解“卡”43

实验59 超重与失重——逆反的重物44

实验60 制造加速度大于g的下落45

九、重心46

实验61 一个纸板片的重心——用线寻找46

实验62 起立时的重心——坐姿起立的诀窍46

实验63 一个球的重心——偏离球心的重心特点47

实验64 重心——木、叉、玩杂技47

实验65 重心——积木玩杂技48

十、动量与角动量52

实验66 动量守恒Ⅰ——直来直去的中心碰撞52

实验67 动量守恒Ⅱ——中心碰撞和偏心碰撞53

实验68 动量守恒Ⅲ——各行其道的偏心碰撞53

实验69 动量守恒Ⅳ——反“碰撞之道”而行54

实验70 动量的传递Ⅰ——忠实的硬币传令兵54

实验71 动量的传递Ⅱ——小小橡皮泥，解决大问题55

实验72 反冲——流水前行，容器后摆55

实验73 反推力——蒸汽转动铁方盒56

实验74 吸管中空气的反推力——动作反向，效果却同向56

实验75 角动量守恒Ⅰ——转椅速度自动控制57

实验76 角动量守恒Ⅱ——旋涡中心的救命之理57

实验77 角动量守恒Ⅲ——旋涡模拟58

十一、能量60

实验78 能量和弹性——弹性球与小钢球下落表现的差别60

实验79 热能——把沙子擦热60

实验80 张力能——手掌弹弓的性能测试60

实验81 能量转换——车灯偷了你的能量61

实验82 能量守恒Ⅰ——刺激的过山车必须遵守的物理原理61

实验83 能量守恒Ⅱ——费马原理演示62

十二、旋转运动64

实验84 转动惯量Ⅰ——扫把的两种转动大不同64

实验85 转动惯量Ⅱ——长腿走路摆得慢64

实验86 自制陀螺——办法多多65

实验87 螺旋线——简易螺旋线生成法65

实验88 旋转的含义——螺母的旋转方向66

实验89 线轴运动方向——拉线角度有讲究67

实验90 转动能——转动物体内部物质分布对转动能的影响68

实验91 钻石原理——转轴位置是关键69

实验92 主轴——转动惯量不怕大、不怕小，就怕是中间69

实验93 进动——转动的稳定剂70

实验94 自转与公转——地球与自行车同理72

实验95 混沌——力学中的不确定性73

第二部分 热力学77

一、气体力学77

实验1 潜水钟罩——空气占有的空间，水也只能乖乖让位77

实验2 空气占有空间吗？——空气与水抢占空间，手绢干湿看输赢79

实验3 空气的体积——水与空气的地盘之争，疏则双赢，堵则双亏79

实验4 空气的质量——杠杆称空气，质量现原形80

实验5 低气压——降温使气体分子动能大减导致气压降低81

实验6 压力和压强的区别——面积换深度，一大，一小，反之亦然82

实验7 空气压强Ⅰ——压强对任意方位的平面均等82

实验8 空气压强Ⅱ——吸管进出水柱的游戏，玻意耳定律来操纵83

实验9 空气压强Ⅲ——纸板能托住满满一杯水，却托不住半杯水84

实验10 空气压强Ⅳ——空气压强造就水柱与水面的高差84

实验11 空气压强Ⅴ——截住通向瓶内的空气通道，保住瓶内水量85

实验12 压力补偿——一根小吸管，让你解渴难86

实验13 空气的重量——看不见摸不着的空气重量大现形87

实验14 气压计——用杠杆放大压强变化87

实验15 呼吸模拟Ⅰ——胸腔低压，肺部扩张，空气吸入88

实验16 呼吸模拟Ⅱ——胸腔扩张，出现低压，肺部扩张，空气吸入89

实验17 气球作为瓷杯虹吸管——体积增大，压强减小89

实验18 瓶里的鸡蛋——让空气把熟鸡蛋压入瓶内90

实验19 空气可以做功——空气举书91

实验20 低压的产生——蜡烛助水抢占空间91

实验21 与空气摩擦——运动阻力之来源92

实验22 伯努利原理Ⅰ——气流速度大压强小92

实验23 快速气流制造低压——自制简易喷雾器94

实验24 奇妙的烟圈——且行且大，可灭烛焰94

实验25 空气气流Ⅰ——绕流灭烛95

实验26 空气气流Ⅱ——烛焰是“吹”灭的吗？95

二、液体力学97

实验27 不可压缩的液体——气流帮忙，用手也能捏碎生鸡蛋97

实验28 水压——压强均匀分布97

实验29 水柱中的压力——水平面与小孔高度差决定出水速度和射程98

实验30 连通管——水柱高度始终相同99

实验31 压强计——漏斗潜水越深，水柱显示压强越大99

实验32 一个简单的压强计——水柱高度测量下端管口的压强100

实验33 小孔射程大比拼——高不成，低不就，最佳位置是中间101

实验34 虹吸管——引水下山的妙招103

实验35 浮力Ⅰ——浸在液体中的物体感受到的向上的力105

实验36 称一只手的重量——巧用水中所占体积相同的水的重量106

实验37 浮力Ⅱ——分子引力抵消浮力106

实验38 浮力Ⅲ——压力抵消浮力107

实验39 漂浮——漂浮物体在水中排开的水量与它自身等重107

实验40 生鸡蛋的沉与浮——与液体密度的比较是关键108

实验41 容易误判的木头——三棱柱木块在水中和盐水中方位不同吗？108

实验42 浮动的稳定性——行船不翻的物理秘诀112

实验43 水下燃烧的蜡烛——精心打造烛墙，保卫蜡烛燃烧如故112

实验44 浮动Ⅰ——能上能下的火柴头113

实验45 浮动Ⅱ——临界比重可有条件升降自如114

实验46 U形船——潜水艇出入水面原理演示115

实验47 伯努利原理Ⅱ——通道变窄，流速反而变快，怎么回事？115

实验48 等高小孔射程比拼——小孔面积大小成关键117

实验49 旋涡——制造有序，防止乱流堵塞118

三、热学119

实验50 热或者冷？——靠比较而得的温度感觉不靠谱119

实验51 一种简单的温度计——密封空气热胀冷缩原理助水柱热高冷低119

实验52 温度指示器——冷胀热缩的橡胶温度计120

实验53 热能——锤子的动能转变成金属板的热能120

实验54 热的传导——其能力由组成物体的材料而定121

实验55 控制热传导的一个窍门——手绢不怕燃着的香烟121

实验56 再谈热传导——良导体带走热量，降温灭烛焰121

实验57 绝热——热水温度下降的快慢，考验绝热材料的性能122

实验58 热容量——质量大热容量就大122

实验59 纸锅——把热量传递给水，纸盒也能当锅用123

实验60 钢的燃烧——与空气接触面积大的物体，燃烧更好123

实验61 热空气与冷空气——谁轻谁重，称一称124

实验62 空气受热膨胀——冷空气受热膨胀给气球充气124

实验63 暖空气上升——暖空气密度小，自然上浮125

实验64 暖流——暖空气上升，冷空气下沉125

实验65 暖气流——封闭的空气柱，温度升高压强增大126

实验66 冒烟的烟囱——烟往压强小、抵抗弱的地方跑126

实验67 向下燃烧的火焰——只要压强低，上下不是问题127

实验68 自制螺旋桨——气流使其转动127

实验69 固体的热传导——金属线热胀冷缩，橡皮筋冷胀热缩128

实验70 水冷凝——水蒸气遇冷凝结129

实验71 雨——模拟雨的形成129

实验72 瓶子里的雾——增大水蒸气压强，自制凝结核造雾130

实验73 水的密度——与温度相关，4摄氏度时密度最大131

实验74 热水、冷水——热水膨胀131

实验75 水蒸发——与水液化相反的过程131

实验76 蒸发致冷——蒸发需要消耗热量132

实验77 沸腾——压强降低，沸点降低132

实验78 冰山——鉴别两种方法的优劣134

实验79 表面张力——细粉检验表面张力的大小135

第三部分 振动和波139

一、振动和波139

实验1 振动——产生振动的多种方式139

实验2 记录振动——把时间流逝定位成纸上的一条直线139

实验3 圆锥摆——摆锤悬线轨迹为圆锥面的摆140

实验4 一个天平的摆动——小扰动也能破坏平衡141

实验5 李萨如图——变化多端的两个垂直方向振动的合成141

实验6 耦合摆——耦合松紧带，摆动主次的和事佬143

实验7 简谐振动函数——时间坐标小变化，实验记录意义大清晰144

实验8 长而软的绳子——横波演示与表达146

实验9 长而软的螺旋弹簧——纵波演示及表达149

实验10 波的模拟——自制纵波动画153

实验11 叠加原理——两把梳子演示冻结波及它们的苏醒156

实验12 驻波Ⅰ——弦的一维驻波156

实验13 驻波Ⅱ——自制驻波发生器162

实验14 驻波Ⅲ——纵波驻波动画演示164

实验15 纵波驻波——实物演示167

实验16 摆动的膜——一种圆形的二维驻波168

二、声音169

实验17 声音和振动——声音和振动有必然联系169

实验18 让声波看得见——声波的空气振动激发实物振动171

实验19 介质的作用——机械波传播的必要条件171

实验20 水介质——传声虽比空气好，但透射到空气中的声音要减弱173

实验21 固体中的声音——钟表的嘀嗒声，通过桌面进入耳朵的声音更大175

实验22 声音的传播Ⅰ——绳子传播的声音能量大于来自空气的能量175

实验23 声音的传播Ⅱ——声音沿金属管线而行，走得更远176

实验24 简易电话——简单措施诱使声音沿线进耳176

实验25 声音的速度——雷声从何处来？177

实验26 声音的传播方向——用固体音障规范声音通路177

实验27 频率和调高的关系——频率越大，音调越高178

实验28 乐器——土吉他演示真原理179

实验29 木琴——质量大、频率低，普适的乐器原理180

实验30 瓶子乐器——管乐原理，空气柱振动181

实验31 一个乐器——空气柱短长与音调高低的直接诉说181

实验32 金属棒的音乐184

实验33 颤动的膜——二维驻波振动模式小展184

实验34 多普勒效应Ⅰ——声源运动压缩或者拉伸了声波186

实验35 共振频率——固有频率是内因，振动频率是外部条件188

实验36 共振——同样结构的发声器，用共振确认细节188

实验37 钢琴上的共振——“哑键”共振，别样音乐效果188

三、水波189

实验38 没有东西被输送——看似传送带的水波，不是传送带189

实验39 叠加原理——波干涉的本质原因189

实验40 水波的特殊形式——不可忽略的表面张力水波191

实验41 波的速度——深水波有色散，波速取决于波长193

实验42 水波衍射——衍射物尺度与水波波长的比较决定效果194

实验43 水波的折射——浅水波波速解释海边常见现象195

实验44 本征振动——自制水面同心圆二维驻波，漂亮！196

实验45 非线性水波——叠加原理不再适用的波动197

实验46 振动和波的能量——孤立和非孤立系统大不同198

实验47 多普勒效应Ⅱ——点波源运动速度大于波速的马赫锥199

参考文献202