苏联的兰兹伯格院士主编的初等物理教科书,不但正文内容无与伦比,而且其中的插图也都很有意思。
这套书共3册,今天从第一册中挑一些图给大家欣赏。
1. 在介绍“运动的轨迹”时,作者举了各种各样非常不同的例子。比如,在纸上写出的字,就是钢笔尖的运动轨迹。一个特别的例子是,天文学家算出的,2126年10月16日这一天(!),月亮在地面阴影的运动轨迹。天文学家为了预测日食,需要进行这样的计算。我说这个例子特别,是因为阴影不属于物体。
2. 以前人用过的计时仪器:水钟和沙漏。
3. 演示极微弱的力产生的加速度的实验。牛顿第二定律告诉我们,物体所受合力不管多么微弱,都可以使物体产生加速度,只不过,如果加速度非常小,必须经过相当长的时间,物体的速度变化才比较明显,才能被观察者觉察。可是,生活经验告诉我们,用手推桌子或汽车,如果推力太小,桌子或汽车永远不会动起来。怎么回事?这是因为,桌子和汽车受到地面的静摩擦力。所以,为了排除静摩擦力的影响,可以在水面进行实验。用一根柔软的细玻璃棒去推动停在水面上的大木块,起初,木块似乎纹丝不动,但是,经过两分钟后,就会看到木块动了起来。其实在此之前,木块一直在动,只是速度太小,肉眼看不出来。如果换成很小的木块,用同一根玻璃棒去推,那么,木块的速度很快就变大。这个实验可爱吧?
4. 三个比较相互作用力大小的实验。第一个实验是将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起,将两个测力计向相反方向拉,会注意到,不管用多大力去拉,两个测力计的读数总是相同的。这个实验不稀奇(虽然还是很有趣!),许多物理书上都介绍过。
上面这个实验虽然很简单易做,但是好像太特殊了,对吧?相互作用力定律是针对“任何类型”的相互作用力而说的,这样一个实验怎么够呢?所以,书中紧接着又介绍了两个实验。
第二个实验是这样:两个小车上各装上任何种类的物体,比如A是硬物,B是海绵或软布包,用手把左边的测力计向右推,不管用多大推力,当所有物体静止后,左右两个测力计的读数总相等。对A、B两个物体依次使用力的平衡条件,就可以推断出,A对B的压力与B对A的压力总是相等的。
第二个实验中的相互作用力是接触力。非接触力的情况又如何呢?第三个实验是关于非接触的相互作用力的。把磁铁装到左边小车上,把铁块装到右边小车上,静止后,无论磁铁与铁块相隔得近还是远,两个测力计的读数总是相等的。对磁铁和铁块分别应用力的平衡条件,又可以推断出,磁铁对铁的吸引力,与铁对磁铁的吸引力,总是相等的。妙吧!