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课件22张PPT。甲乙丙三人都自称是“百发百中”的神枪手，瞄得准，打得中。现三人并排站在鱼塘边同时正对着前方水下的鱼瞄准射击。结果甲未击中鱼，射在鱼的上方；乙也未射中鱼，射在鱼的下方；丙刚射中鱼，则可推知：
（A）甲乙未瞄准鱼。
（B）乙丙未瞄准鱼。
（C）甲丙未瞄准鱼。
（D）只有丙一人瞄准鱼。有一只称之谓“仙女杯”的神奇小酒杯，平时从上往下看，在玻璃杯底的下面，似乎有什么图画时隐时现，但总看不清楚，可是当你一斟上酒，杯子底上就会立即显现出一个美丽的仙女图画。这是什么道理呢？一个聪明人说：“从杯底仙女画发出的光线，在没有酒的时候，准是落在杯子边上了，所以从上往下观察不到。”你看是否是这个原因？你能更进一步揭露“仙女杯”的奥妙吗？ 我们可以用镜子来做一个实验。面对着镜子，你先闭上一只眼睛（如右眼），然后用纸片将镜子上那只闭着的眼睛遮住。请你不要动头部的位置，只是换一只眼睛（左眼）闭合，睁开原先闭合的眼睛看看，这时镜子上被遮住的是哪只眼睛？你能解释它的道理吗？ “最美丽”的十大物理实验
《物理学世界》刊登了排名前十的最美丽的物理实验，其中大多数都是我们耳熟能详的经典之作。令人惊奇的是这十大实验中的绝大多数是科学家独立完成，最多有一两个助手。
所有实验都是在实验桌上进行的，没有用到什么大型计算工具比如电脑一类，最多不过是把直尺或是计算器。 所有这些实验共同之处是他们都仅仅“抓”住了物理学家眼中“最美丽”的科学灵魂，这种美丽是一种经典：最简单的仪器和设备，发现最根本、最单纯的科学概念，就像是一座座历史丰碑一样，人们长久的困惑和含糊顷刻间一扫而空，对自然界的认识更加清晰。 埃拉托色尼测量地球的周长 古埃及一个现名为阿斯旺的小镇。在这个小镇上，夏日正午的阳光悬在头顶：物体没有影子，阳光直射入深水井中。埃拉托色尼亚是公元前3世纪亚历山大图书馆的馆长，他意识到这一信息可以帮助他估计地球的周长，在以后几年的时间里的同一天、同一时间，他在亚历山大测量了同一地点的物体的影子。发现太阳光线有轻微的倾斜，在垂直方向偏离了大约7度角。?? 剩下的就是几何学的问题了。假设地球是球状，那么它的圆周应该跨越360度。如果两座城市成7度角，就是7/360的圆周，就是当时5000个希腊运动场的距离。因此地球的周长就应该是25万个希腊运动场。今天，通过航迹测算，我们知道埃拉托色尼的测量误差仅在5%以内。（排名第七）伽利略的自由落体实验 在16世纪末，人人都认为重量大的物体比重量小的物体下落的快，因为伟大的亚里士多德已经这么说了。伽利略，当时在比萨大学数学系任职，他大胆的向公众的观点挑战。著名的比萨斜塔实验已经成为科学中的一个故事：他从斜塔上同时扔下一轻一重的物体，让大家看到两个物体同时落地。伽利略挑战亚里士多德的代价也许是他失去工作，但他展示的是自然界的本质，而不是人类的权威，科学作出了最后的裁决。（排名第二） 伽利略的加速实验 伽利略继续提炼他有关物体运动的观点。他了一个6米多长、3米多宽的光滑直木板槽。再把这个木板的斜槽固定住，让铜球从木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究它们之间的关系。亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的；铜球滚动两倍的时间就走出两倍的路程。伽利略却证明铜球滚动的路程和时间的平方成正比：两倍的时间里，铜球滚动的4倍的距离，因为存在恒定的重力加速度。（排名第八）牛顿的棱镜分解太阳光 埃萨克·牛顿出生那年，伽利略与世长辞。牛顿1665年毕业于剑桥大学的三一学院，后来因躲避鼠疫在家呆了两年，后来顺利地得到了工作。当时大家都认为白光是一种纯的没有其它颜色的光（亚里士多德就是这样认为的），而彩色光是一种不知何故发生变化的光。??? 为了验证这个假设，牛顿一面三棱镜放在阳光下，透过三棱镜，光在墙上分解为不同的颜色，后来我们称作为光谱。人们知道彩虹的五颜六色，但是他们认为那是因为不正常。牛顿的结论是：正是这些红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫基础色有不同的色谱才形成了表面上颜色单一的白色光，如果你深入地看看，会发现白光是非常美丽的。（排名第四）卡文迪许扭矩试验 牛顿的另一伟大贡献是他的万有引力定律，但是万有引力到底有多大？??? 18世纪末，英国科学家亨利·卡文迪许决定要找出这个引力。他将两边系有小金属球的6英尺木棒用金属线悬吊起来，这个木棒就像哑铃一样。再将两个350磅重的铅球放在相当近的地方，以产生足够的引力让哑铃转动，并扭动金属线。然后用自制的仪器测量出微小的转动。??? 测量的结果惊人的准确，他测出了万有引力恒量的参数，在此基础上卡文迪许计算出地球的密度和质量。卡文迪许的计算结果是：地球中6.0×1024千克，或者说是13万亿万亿磅。（排名第六） 托马斯·杨的光干涉实验 牛顿也不是永远都正确的。在多次争吵后，牛顿让科学界接受了这样的观点：光是由微粒组成的，而不是一种波。1830年，英国医生、物理学家托马斯·杨用实验来验证这一观点。他在百叶窗上开了一个小洞，让光线通过，并用一面镜子反射透过的光线。然后他用一个厚约1/30英寸的纸片把这束光从中间分成两束。结果看到了相交的光线和阴影。这说明两束光线可以像波一样相互干涉。这个实验为一个世纪后量子力学的创立起到了至关重要的作用。（排名第五 )米歇尔·傅科钟摆实验 2004年，科学家们在南极安置一个摆钟，并观察它的摆动。他们是在重复1851年巴黎的一个著名实验。1851年法国科学家傅科在公众面前做了一个著名的实验，用一根长220英尺的钢丝将一个62磅重的头上带有铁笔的铁球悬挂在屋顶下，观测记录他前后摆动的轨迹。周围观众发现每次摆动都会稍稍偏离原来轨迹并发生旋转时，无不惊讶。实际上这是因为房屋在缓缓移动。??? 傅科的演示说明地球是在围绕地轴自转的。在巴黎的纬度上，钟摆的轨迹是顺时针方向，30小时一个周期。在南半球，钟摆应该逆时针转动，而赤道上将不会转动。在南极，转动周期是24小时。（排名第十）罗伯特·密立根的油滴实验  很早以前，科学家就在研究电。人们知道这种无形的物质可以从天上的闪电中获得，也可以通过摩擦头发得到。1897年，英国物理学家J·J·托马斯已经确立电流是由带负电粒子即电子组成。1909年美国科学家罗伯特·密立根开始测量电流的电荷。密立根用一个香水瓶子的喷头向一个透明的小盒子里喷油滴。小盒子的顶部和底部分别接一个电池，让一边成为正电板，另一边成为负电板。当小油滴通过空气时，就会吸引一些静电，油滴下落的速度可以通过改变电板间的电压来控制。???密立根不断改变电压，仔细观察每一颗油滴的运动。经过反复的研究，密立根得出结论：电荷的值是某个固定的常量，最小的单位就是单个电子的带电量。（排名第三）卢瑟福发现原子核的实验 1911年卢瑟福还在曼彻斯特大学做放射能的实验时，原子在人们的印象中就好像是“葡萄干布丁”，大量正电荷聚集的糊状物质，中间包含着电子的微粒。但是他和他的助手发现向金箔发射带正电的α微粒时少量被弹回，这是他们非常吃惊。卢瑟福计算出原子不是一团糊状物质，大部分物质集中在一个中心小核上，现在叫做原子核，电子在它周围环绕。（排名第九 )托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉的实验 牛顿和托马斯·杨对光的性质的研究得出的结论都不完全的正确。光既不是简单由粒子构成，也不是一种单纯的波。20世纪初，麦克斯·普朗克和阿尔伯特·爱因斯坦分别指出一种叫光子的东西发出光和吸收光。但是其他实验还证明光是一种波。经过几十年发展的量子学说最终总结了两个矛盾的真理：光子和原子微粒（如电子、光子等等）是同时具有两种性质的微粒，物理上称它们：波粒二象性。??? 将托马斯·杨的双缝演示改造一下可以很好的说明这一点。科学家们用电子流代替光束来解释这个试验。根据量子力学，电粒子流被分成两股，被分的更小的粒子流产生波效应，它们互相影响，以致产生象托马斯·杨的双缝实验中出现了光的加强和减弱。这说明微粒也有波的效应。（排名第一） 一、题目：弹簧秤称大象
二、限制条件：量程为20牛顿的弹簧秤一把，体重数吨的大象一只，不用其他的称量工具称出大象的体重。三、实施方案：用坚固的材料（比如槽钢）做一根长长的杆子，在杆子中点吊起，将装有大象的笼子挂在一边的杆子上（应该离中点近一些），向弹簧秤钩在杆子的另一边（应该离中点尽可能的远一些）。用尺测出弹簧离中点的距离L1和笼子离中点的距离L2，拉住弹簧秤使整个装置离地并保持平衡，读出此时的弹簧秤示数F1。将这些数据进行适当的处理运算就可以得到结果。一、题目：水中取硬币而手不湿
二、限制条件：有一枚硬币放在装有水的碟子中，用手取出但手不湿。三、实施方案：在碟子里点燃一支蜡烛，选一只比较合适的玻璃杯倒扣在蜡烛上，片刻，当蜡烛熄灭后，碟子里的水被吸进杯子，直到露出硬币，用手取出即可。一、题目：无刻度烧杯量水
二、限制条件：只用一只300毫升容积的烧杯和一只200毫升容积的烧杯，用尽可能简单的方法准确地得到50毫升的水。三、实施方案：将300毫升容积的烧杯倾侧，直到里面的水流到对齐杯沿。再将200毫升容积的烧杯里装满水后，把水倒到刚才的烧杯里，直到倒满。这时，200毫升容积的烧杯里剩下的水就是50毫升。一、题目：用一杯水撑破一个可乐瓶二、实施方案：插一根较长的细管到可乐瓶中，并与瓶子紧密接合，将细管子举高，从管口向里灌入水，不到一杯的量，瓶子就被撑破了，水就喷了出来。一、题目：微软试题
二、限制条件：有两个房间，一个房间里有三盏白炽灯，另一个房间里有三只开关，一只开关只控制一只灯。每个房间只能进去一次，要求判断出灯与开关的关系。三、实施方案：在有开关的房间里闭合一只开关，一段时间后断开，闭合另一只开关；到第二个房间，发光的灯就是第二只开关控制的，用手摸一下不发光的两只灯泡，热的那个就是第一个开关控制的，剩下那只就是第三只开关控制的。例：（浙江省第十一届初中科学竞赛复赛试题）
地球是一个巨大的球体，生活在地球上的人，早已测出了地球的半径。下面是一种近似测量地球半径的方法：在一个晴好的日子里通过日落来测量。假如当你躺在平静的海滩上观看日落时，在太阳消失的瞬间启动秒表计时，然后站起来(设目测高度增加了1．7m)，在太阳再次消失的瞬间停止秒表计时，这之间的时问间隔为11s，则请你计算地球的半径约是多少？
可能要用到的数学知识：
（1）当θ（以弧度为单位，10=π/180弧度)很小时， sinθ≈θ，tanθ≈θ；
( 2 )当a远大于b时，有：ab+b ≈ 2ab

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