過山車的“幕后推手”

“咔嗒咔嗒咔嗒——”一輛過山車啟動了，一條由電力驅動的鏈子拉著過山車向上爬。過山車沒有動力裝置，電只將過山車拉到軌道第一圈的頂部，那剩下的運動如何完成呢？

靠重力向下行駛

三百多年前，英國科學家艾薩克·牛頓先生發現萬有引力，每一個物體都會對其他物體產生引力。比如，你正在吸引著你的桌子，而桌子也在吸引你。但是這種引力太小了，幾乎不會引起你的注意。然而，地球的萬有引力很難被人忽視，人們把它叫做重力，它把我們的雙腳，以及其他一切東西都吸在地面上。因此，當過山車爬到軌道第一圈的頂端時，重力將它拉向地面。過山車俯沖下來，速度越來越快。

高處落下的球比低處落下的球反彈得更高嗎？

重力將物體拉向地面。如果你抓著一個球舉到高處，你認為球從這里下落比從稍低處下落彈起來得高嗎？

你需要：一個球。

第一步：手里抓著球，胳膊垂在身體一側。

第二步：松開手讓球落下。

第三步：觀察球彈起來的高度。

第四步：手里抓著球，胳膊平舉。重復第二步和第三步。

第五步：手里抓著球，胳膊舉過頭頂。重復第二步和第三步。

哪一次球彈起來的高度最高？

當你的胳膊：

在重力作用下，向下運動的物體速度會越來越快嗎？

快看，外福來在玩什么？

外福來拿著硬紙板，把玩具車放在硬紙板頂端，然后松手。嗖，玩具車滑下去了。

仔細觀察！玩具車在哪個位置速度更快呢？是在頂端還是底端？

□頂端□底端

仔細觀察，你會發現小車在到達底部時速度更快。假設硬紙板是過山車軌道，那么可想而知，過山車在一圈軌道的底端速度更快。這就是重力帶來的刺激的加速。

□在體側時□平舉時

□舉過頭頂時

小球彈跳起來，是由于它降落下來后所產生的反作用力。如果下降時速度越快，那么彈跳起來的高度也就越高。正因為如此，過山車爬升得越高，降落到軌道谷底的時候速度越大，繼續向上沖的力量也越大。

靠慣性向上行駛

一旦重力將過山車拉到地面，又是什么力使過山車重新向上走呢？咱們再來問問牛頓。

牛頓還發現，運動著的物體會一直運動下去，直到有其他物體將其阻止；而靜止著的物體會一直保持靜止狀態，直到有其他物體使其運動起來。這就是慣性。

由于過山車到達軌道底部時仍在運動，所以慣性會使其繼續運動下去，直至軌道第二圈的頂部。在那里，重力又開始發揮作用，將過山車拉向地面。

你能看到慣性嗎？

你需要：一個杯子，一些水，操場。

第一步：裝半杯水。

第二步：像圖片中那樣伸出胳膊。

第三步：胳膊畫半圓。當胳膊到達頭頂時停止。

如果有水濺出來了，是向哪個方向？

□在你的頭上

□在你前方的地面上

當然是在你前方的地面上。圖中的箭頭表示胳膊運動時水的運動方向。

為什么水向前方濺出來呢？這就是慣性的作用。當胳膊停止運動時，水卻不會停止運動，而是借著慣性沿著剛才的運動軌跡繼續下去。

剎車，收到摩擦力

受到重力和慣性的作用，過山車豈不是要永遠運動下去？

當兩種物體相互摩擦時，會產生摩擦力（牛頓沒有發現這種力）。過山車的車輪摩擦著軌道，最終，過山車慢慢減速，直至停止。

如果沒有摩擦力，過山車將一直走哇走哇走哇……

你需要：大小相同的紙板和玻璃板，鉛筆，海綿，冰糕棍或棉簽，一個搭檔。

第一步：將鉛筆放在另一塊紙板的一端。如圖所示，緩慢提起紙板一端。當鉛筆開始滑動時，立即停止。

第二步：用海綿和冰糕棍分別重復第一步。

第三步：用玻璃板重復第一步和第二步。

通過實驗結果，外福來發現所有物體在光滑表面上更容易下滑，而且下滑的速度也較快，這就是因為阻止物體下滑的摩擦力較小。

你感受到摩擦力了嗎？

舉兩個例子：

1.快速摩擦雙手，我的手心發燙了。這是摩擦產生的熱量。

2.用力擦火柴，刺，火柴亮了！摩擦產生的熱使火柴點燃了。