弓弩古今談

摘要:本文順應學生的認知能力和興趣愛好，用弓弩發展史作為習題情境，使學生在解決物理習題的過程中，既鞏固和加深了物理概念的理解，又學習了科技發展史知識，擴大了學生的知識面，對于促進學生能力的發展有著積極的作用。

關鍵詞:弓弩;物理;習題;問題;情境

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A文章編號:1003-6148(2010)9(S)-0058-2

問題由來

2009年8月9日，在“2009年國際射箭聯合會射箭世界杯”上海站比賽中，中國選手陳文園獲男子反曲弓個人賽冠軍，為中國男子射箭取得了歷史性突破，成為中國人新的驕傲。

弓弩在冷兵器時代，是一種最為發達的軍事利器。可以說，它在攻城略地、南征北伐甚至改朝換代方面都起到了至關重要的作用。

我國古代勞動人民很早就懂得了在漁獵和戰爭中使用弓箭，也出現了很多杰出的射箭人才，如《史記》和《戰國策》中都有神箭手養由基百步穿楊的故事，而《漢書》、《史記》中還記載了威震匈奴的飛將軍李廣的神勇箭法。另外，還有后羿射日等神話傳說等。從不同時期出土的文物來看，弓箭早已成為我國古代勞動人民的重要生存工具。

因此，在研究弓弩的物理原理的同時，探討弓弩的演變和發展史對學習歷史，從而了解科技發展史，實現自然科學和人文科學的交融，能起到很大的促進作用。

為此，筆者根據本地漢文化遺存較多的便利，參考了諸如《現代兵器》、《知識就是力量》等科普雜志文獻后，編制了如下的習題:

問題1 由于重力的存在，故神箭手養由基在瞄準楊樹葉時，箭頭的指向應( )

A.在楊樹葉上方

B.正對楊樹葉

C.在楊樹葉下方

D.在楊樹葉側旁

解析 箭受到重力的作用，在飛舞的過程中要向下偏轉，故應選A。

問題2 圖2為考古發現的距今3萬年前的黑曜石箭鏃，即箭頭。它選用硬質材料來做，且要將它打磨得十分尖銳。這樣做的目的是( )

A.對目標保持較大的阻力

B.對目標保持較大的壓力

C.對目標保持較大的壓強

D.對目標保持較小的壓強

解析 尖銳的箭頭接觸面小，可增大壓強，故應選C。

我國古代勞動人民也摸索出了制造優質弓弩的方法，知道了用復合材料可使弓在體形短小的情況下仍具有良好的彈性。古書《考工記#8226;弓人》中就記載了用“六材”，即干、角、筋、膠、絲、漆等復合材料制作弓弩的方法。

1953年從湖南長沙月亮山出土的戰國時楚人使用的復合漆弓，長1.57m，寬3.5~4.5cm，它的主干是四層竹片，外敷膠質薄層，用蠶絲纏繞后再涂漆。這樣做成的弓彈性更大，若要將它拉開，至少要用360N的力。

問題3 制作復合弓時，將動物的角片置于弓的竹質“干”內側，而在其外側貼動物肌腱，這樣做的目的是增大弓的___________，即在用較大的力拉弓時，弓的___________較小。

解析 彈力，彈力大，箭受的力才大;彈力大的弓，在拉力較大時，才會發生較小的(彈性)形變。

問題4 我們要求弓體具有良好的彈性，目的是在將它拉開后( )

A.箭具有較小的勢能

B.箭具有較大的動能

C.弓體具有較大的勢能

D.弓體具有較大的動能

解析 將弓拉開后，人對弓做的功做弓體形變而具有較大的彈性勢能，故選C。

使用記錄

在本人所教班級的學生課外探究練習中使用，歷史課教師也使用了本題作為拓展學生知識面的嘗試。另外還被其他一些學校在物理教學中選用。

教學價值

過重的課業負擔，使很多初中生對課外書刊的涉獵減少，更無暇思考學科間特別是自然科學學科和人文學科間的交融與聯系。如果將課外書刊中具有教育意義的科普文章合理地改造成物理習題，讓學生在閱讀題目和解題時，能夠更好地理解和消化學過的物理知識，感受物理知識在生活實踐中的應用，同時也受到科學思想、科學方法的熏陶和教育。

問題拓展

由于這一問題情境文理兼顧、體系完整、應用性強且難度適中，使用中收到了良好效果，也得到其他教師(包括歷史老師)和教研人員的肯定和好評。受此鼓舞，筆者又在關于“弓”的探究的基礎上，編制了關于“弩”的探究性物理習題，意圖在更進一步拓展學生的知識面的同時，培養學生對物理學的興趣和探究熱情。事實證明，效果明顯。

至少3000年前，我們的祖先在弓的基礎上，又研發成功了弩(圖3)。弩克服了在全力拉弓時不易瞄準和不能儲存能量的缺點。它可用各種形式的力或用工具將弩事先拉開，將能量儲存起來。從容瞄準目標擊發時，只須像現在打槍一樣，輕輕扣動弩機即可。

問題5 弩中儲存的能量是______能。

解析 (彈性)勢。

弩源于弓，而威力強于弓，還便于瞄準，中國弩至少有3000年的歷史了圖 3

問題6 圖4中顯示的是我國宋代時的一種重型弩——三弓床弩。為拉動它和發射弩矢，要利用一些簡單機械，從圖中我們可以判斷，它包含的簡單機械有______等。它的工作原理和工作流程為:____________。圖 4

解析 輪軸、(滑輪、)杠桿;發射前用力轉動輪軸，拉索拽動連成一體的三張弓中的弓弦(改變力的方向的傳動方式類起到了實質上的滑輪作用)。拉到位的弓弦被固定在弩機上，弩機實際上是一個杠桿。這時弩弓中就儲存了巨大的彈性勢能。擊發時只要輕輕扣動弩機，弓弦就對箭施加非常大的推力，這樣做功的結果是使箭獲得了極大的動能而快速飛出。

參考文獻:

[1]韓國璽.中國古代弓弩概述.現代兵器[J].2009，7:65

[2]韓國璽.弓弩在冷兵器戰場上的應用.現代兵器[J].2009，8:49

(欄目編輯王柏廬)