内容提要 你知道多年的窗户玻璃为什么会变得上薄下厚吗？你有办法使曲别针自 己勾在一起吗？你见过在水泥地上扔灯泡而不使灯泡摔破吗？ 这本书里的游戏，妙就妙在无论是谁，几乎都没法在这些游戏中取胜。 这些游戏初看很简单，似乎很容易做，但是真正做起来，往往事与愿违，办 不到。你会玩得很开心，并从回答为什么办不到中学到许多有趣的科学知识
内容提要 你知道多年的窗户玻璃为什么会变得上薄下厚吗？你有办法使曲别针自 己勾在一起吗？你见过在水泥地上扔灯泡而不使灯泡摔破吗？ 这本书里的游戏，妙就妙在无论是谁，几乎都没法在这些游戏中取胜。 这些游戏初看很简单，似乎很容易做，但是真正做起来，往往事与愿违，办 不到。你会玩得很开心，并从回答为什么办不到中学到许多有趣的科学知识
写在前面的话 这本书里的游戏，妙就妙在无论是谁，都没法在这些游戏中取胜。不信， 你可以用这本书上的实例，跟你的朋友、同学甚至大人试一试，保险你是赢 家。 试试看吧，你肯定会玩得十分开心。而且你还会懂得，在这些看来十分 普通的游戏中，包含有深刻的科学道理
写在前面的话 这本书里的游戏，妙就妙在无论是谁，都没法在这些游戏中取胜。不信， 你可以用这本书上的实例，跟你的朋友、同学甚至大人试一试，保险你是赢 家。 试试看吧，你肯定会玩得十分开心。而且你还会懂得，在这些看来十分 普通的游戏中，包含有深刻的科学道理
第一章重力的妙用 有人说，引力是一个最大的向下拉的力，这种说法对吗？不对。引力不 仅可以向下拉，也可以向两边拉，甚至可以向上拉，比如太阳对地球的吸引 力就不是向下拉。 引力是两个物体之间的相互作用力，当只有引力起作用的时候，较小的 物体被吸引向较大的物体。人们之所以认为引力的方向朝下，是因为大家早 已习惯了巨大的地球对我们身体的吸引，而这个力我们一般把它叫做重力。 重力发生作用有一个十分奇妙的方式：一个物体的所有重量似乎都集中 在一个中心点上。如果一个物体有一个支撑基座，这个物体的重心必须正好 落在基座上，否则物体就会翻倒。当物体呈规则形状时，象地球，我们很容 易找到它的重心，这个重心就是它的几何中心；小孩子玩跷跷板时，跷跷板 在它的几何中心处于平衡状态，这个几何中心就是它的重心。 但是，形状不规则的物体，如人体，它的重心和几何中心就不一定重合。 人体的重心是可以移动的，如运动员滑雪时，他就是不断地改变自身的重心 来保持身体平衡的。 本章讲的都是关于重心的游戏，请你自己试试看。 游戏一你能拾起放在你面前的一枚硬币吗？ 两腿并拢，脚跟靠墙站着，在你脚前33厘米远的地上放一枚硬币，你能 脚不动膝盖不弯拾起这枚硬币吗？ 怎么样？我想你是没法拾起这近在呎尺的硬币的。 这是什么缘故呢？当你靠墙站直时，身体的重心就在你的双腿以上，当 身体向前倾斜时，重心也就跟着向前移动。为了保持身体的平衡，你的腿必 须向前迈，否则人就会跌倒。但是游戏规则规定了不能迈腿，你只能眼睁睁 地望着唾手可得的东西而无法把它拿到手。如果你求胜心切，一定要设法拾 起这枚硬币，那就非摔个嘴啃泥不可。 游戏二你能跳起来吗？ 背靠墙，脚跟、肩膀也都贴着墙，身体不向前倾，你能跳起来吗？试试 看，为什么跳不起来呢？ 办不到的原因在下面一起谈。 游戏三身体右侧靠墙，右腿和右脸贴着墙，腿不弯曲， 你能举起左脚吗？ 要想做到以上两点，必须把身体的重心从支撑点移开。但是按游戏规定， 不跌倒是无法做游戏二的；不把墙搬开，也是没法做游戏三的。我们的身体 通常只需要经过微小的调整就能维持平衡，这个调整过程完全是自动的，我 们平时几乎觉察不到。自己做做以上两则游戏，你就会体验到身体是怎样维 持平衡的了
第一章 重力的妙用 有人说，引力是一个最大的向下拉的力，这种说法对吗？不对。引力不 仅可以向下拉，也可以向两边拉，甚至可以向上拉，比如太阳对地球的吸引 力就不是向下拉。 引力是两个物体之间的相互作用力，当只有引力起作用的时候，较小的 物体被吸引向较大的物体。人们之所以认为引力的方向朝下，是因为大家早 已习惯了巨大的地球对我们身体的吸引，而这个力我们一般把它叫做重力。 重力发生作用有一个十分奇妙的方式：一个物体的所有重量似乎都集中 在一个中心点上。如果一个物体有一个支撑基座，这个物体的重心必须正好 落在基座上，否则物体就会翻倒。当物体呈规则形状时，象地球，我们很容 易找到它的重心，这个重心就是它的几何中心；小孩子玩跷跷板时，跷跷板 在它的几何中心处于平衡状态，这个几何中心就是它的重心。 但是，形状不规则的物体，如人体，它的重心和几何中心就不一定重合。 人体的重心是可以移动的，如运动员滑雪时，他就是不断地改变自身的重心 来保持身体平衡的。 本章讲的都是关于重心的游戏，请你自己试试看。 游戏一 你能拾起放在你面前的一枚硬币吗？ 两腿并拢，脚跟靠墙站着，在你脚前 33 厘米远的地上放一枚硬币，你能 脚不动膝盖不弯拾起这枚硬币吗？ 怎么样？我想你是没法拾起这近在呎尺的硬币的。 这是什么缘故呢？当你靠墙站直时，身体的重心就在你的双腿以上，当 身体向前倾斜时，重心也就跟着向前移动。为了保持身体的平衡，你的腿必 须向前迈，否则人就会跌倒。但是游戏规则规定了不能迈腿，你只能眼睁睁 地望着唾手可得的东西而无法把它拿到手。如果你求胜心切，一定要设法拾 起这枚硬币，那就非摔个嘴啃泥不可。 游戏二 你能跳起来吗？ 背靠墙，脚跟、肩膀也都贴着墙，身体不向前倾，你能跳起来吗？试试 看，为什么跳不起来呢？ 办不到的原因在下面一起谈。 游戏三 身体右侧靠墙，右腿和右脸贴着墙，腿不弯曲， 你能举起左脚吗？ 要想做到以上两点，必须把身体的重心从支撑点移开。但是按游戏规定， 不跌倒是无法做游戏二的；不把墙搬开，也是没法做游戏三的。我们的身体 通常只需要经过微小的调整就能维持平衡，这个调整过程完全是自动的，我 们平时几乎觉察不到。自己做做以上两则游戏，你就会体验到身体是怎样维 持平衡的了
游戏四不是女的就搬不动这个凳子。 这个游戏你妈妈做得到，你爸爸却做不到。参加游戏的人每人用自己的 脚长量离墙四脚长的距离，站着，然后靠墙放一个凳子。参加游戏的人先弯 下腰，头顶贴墙，如果能把凳子举起来，就算赢了。 这个游戏男人办不到，是因为他们的脚太大了。一般来说，女人的脚比 男人的脚小，因此当一个男人离墙四脚长距离时，弯下腰他的重心会远离身 体支撑点，而一个女人在这种情况下身体重心离支撑点近得多。这样，男人 和女人相比，处于十分不利的地位，虽然男人的力气大，但还是举不起凳子 来。 注意：游戏开始前，要仔细看看参加游戏的人穿的鞋，请女子不要穿又 大又重的皮靴。最好的办法是请男人穿又大又重的靴子，请女子穿高跟鞋， 这样游戏就十拿九稳了。 游戏五抓住脚趾头，你能向前跳跃吗？ 用双手抓住脚趾头，膝盖略微弯曲，你能用这种姿势向前跳跃吗？ 你用这种姿势，可以向后跳跃，却无法向前移动半步。向后跳时，双脚 首先离地，也就是人体的支撑部分首先移动，重心使身体仍然维持平衡状态， 所以向后跳是能办得到的。但是要想向前跳，重心必须比支撑部分先移动， 而你用双手握住脚趾头，向前一跳那就非摔跟头不可。如果人体的重心不移 动而向前跳跃，腿部的肌肉必须十分强有力才能办到，这时腿部不仅要使身 体离开地面，而且在跳跃中还要支撑处于不平衡状态的身体，这是一般人很 难做到的，不信你试一试。 游戏六你能从座位上站起来吗？ 取一把不带扶手的直背椅，身体坐直，背靠椅背，双脚平放在地上，两 臂交叉放在胸前。保持这种姿势，你能从椅子上站起来吗？ 你是站不起来的。因为人坐着的时候，身体的重心就在脊椎的下方，如 果想保持上身直立而从椅子上站起来，你必须把身体重心移到小腿以上。人 从椅子上起立的那一瞬间，必须克服体重的巨大阻力才能站起来，在重心没 有前移的情况下，人的大腿肌肉没有这么大的力量做到这一点。因此，人好 比粘到椅子上一样，无法站起来。 游戏七你能用嘴衔起地上的手帕吗？ 双腿蹲下，拿一根木棒或竹棍夹在膝盖弯内，然后用胳膊肘把棍子从相 反方向夹住（如图所示)。在你面前的地上放一块手帕。身体向前倾斜，双 手着地以保持平衡，你可以用嘴把地上的手帕衔起来吗？ 当你身体向前倾斜，打算衔起地上的手帕时，身体的重心就由原来的腿 部上方向前移动，一旦移得太远，人体便会失去平衡而跌倒。如果你求胜心 切，硬要衔起手帕，就非摔个嘴啃泥不可
游戏四 不是女的就搬不动这个凳子。 这个游戏你妈妈做得到，你爸爸却做不到。参加游戏的人每人用自己的 脚长量离墙四脚长的距离，站着，然后靠墙放一个凳子。参加游戏的人先弯 下腰，头顶贴墙，如果能把凳子举起来，就算赢了。 这个游戏男人办不到，是因为他们的脚太大了。一般来说，女人的脚比 男人的脚小，因此当一个男人离墙四脚长距离时，弯下腰他的重心会远离身 体支撑点，而一个女人在这种情况下身体重心离支撑点近得多。这样，男人 和女人相比，处于十分不利的地位，虽然男人的力气大，但还是举不起凳子 来。 注意：游戏开始前，要仔细看看参加游戏的人穿的鞋，请女子不要穿又 大又重的皮靴。最好的办法是请男人穿又大又重的靴子，请女子穿高跟鞋， 这样游戏就十拿九稳了。 游戏五 抓住脚趾头，你能向前跳跃吗？ 用双手抓住脚趾头，膝盖略微弯曲，你能用这种姿势向前跳跃吗？ 你用这种姿势，可以向后跳跃，却无法向前移动半步。向后跳时，双脚 首先离地，也就是人体的支撑部分首先移动，重心使身体仍然维持平衡状态， 所以向后跳是能办得到的。但是要想向前跳，重心必须比支撑部分先移动， 而你用双手握住脚趾头，向前一跳那就非摔跟头不可。如果人体的重心不移 动而向前跳跃，腿部的肌肉必须十分强有力才能办到，这时腿部不仅要使身 体离开地面，而且在跳跃中还要支撑处于不平衡状态的身体，这是一般人很 难做到的，不信你试一试。 游戏六 你能从座位上站起来吗？ 取一把不带扶手的直背椅，身体坐直，背靠椅背，双脚平放在地上，两 臂交叉放在胸前。保持这种姿势，你能从椅子上站起来吗？ 你是站不起来的。因为人坐着的时候，身体的重心就在脊椎的下方，如 果想保持上身直立而从椅子上站起来，你必须把身体重心移到小腿以上。人 从椅子上起立的那一瞬间，必须克服体重的巨大阻力才能站起来，在重心没 有前移的情况下，人的大腿肌肉没有这么大的力量做到这一点。因此，人好 比粘到椅子上一样，无法站起来。 游戏七 你能用嘴衔起地上的手帕吗？ 双腿蹲下，拿一根木棒或竹棍夹在膝盖弯内，然后用胳膊肘把棍子从相 反方向夹住（如图所示）。在你面前的地上放一块手帕。身体向前倾斜，双 手着地以保持平衡，你可以用嘴把地上的手帕衔起来吗？ 当你身体向前倾斜，打算衔起地上的手帕时，身体的重心就由原来的腿 部上方向前移动，一旦移得太远，人体便会失去平衡而跌倒。如果你求胜心 切，硬要衔起手帕，就非摔个嘴啃泥不可
游戏八你能踮起脚吗？ 面对敞开的一扇门的门边，鼻子和腹部贴着门边，双脚各放在门的两边， 试试看，你能踮起脚吗？ 怎么？办不到吧，这是怎么回事呢？原来，要踮起脚，你必须使身体重 心向前移动，而门扇挡住了你，使你无法做到这一点。 游戏九看谁滚得快。 这场比赛有三个选手参加，每人从以下三组器材中任意挑选一样参加比 赛。 球类：玻璃弹子、轴承滚珠（实心球）等。 盘类：塑料圆盘、飞盘等。 圈类：铁环、轮胎、藤圈等。 比赛在一处斜坡上举行，可以根据器材大小选择合适的光滑斜坡。选手 们把所选的器材放在起跑线上，发令枪响后，各自松手让器材自己滚动，看 谁的器材最先到达终点，谁就赢了。 如果你不选球类的话，肯定不能取胜。因为球类比盘类滚得快，盘类又 比圈类滚得快，无论物体的大小和重量如何，都毫无例外。这个游戏说明， 物体滚动的速度与它的重心周围的重量分布有直接关系，这个重量分布又叫 做惯性矩。以上三组器材中，重心虽然都是它们的几何中心，但重量的分布 情况却不一样。一个物体的重量分布越接近它的重心，它的惯性矩越小，物 体滚动得也越快。圈类和球类或盘类相比，圈类的全部重量与重心有一段距 离，它的惯性矩最大；实心球的重量紧密地分布在重心周围，实心球的惯性 矩最小，所以球类滚得快。 滑冰运动员在旋转时就是利用上述这个原理的。开始旋转时，运动员伸 着手臂，转着转着运动员收拢了手臂，把手臂贴近身体，使身体的重量更接 近重心以减小惯性矩，这样身体旋转得就更快了。 游戏十你能拉动一本书吗？ 拿一本精装的大书（字典或杂志合订本）和一根166厘米长的绳子，把 书打开纵向放在绳子上，书脊朝上。再把绳子在书脊当中打一个结。两手分 别握住绳子的两头，使手和书至少保持50厘米的距离。 两手拉动绳子，你能把绳子拉到与打结的地方成一水平直线吗？ 不管你怎样用力，你也无法把它拉成一条直线。这是因为手臂的力量抵 消不了书的重力。当绳子垂直吊着书的时候，你所使用的阻止书往下落的力， 等于书本身的重量。但是当你的手向两边拉书时，所用的力与水平方向成一 定角度，在这种情况下，施加的力必须大于你所克服的书的重力。所用的力 与水平方向成的角度越小，所需要的力也越大，这就是你越把绳子拉到接近 水平位置，越是要花大力气的原因。绳子往往在被拉成水平位置之前，因吃 不住这么大的力而断掉。 这个游戏实际上是游戏者与书的重力之间的拔河比赛，书的重力总是赢 家，不信你试试看
游戏八 你能踮起脚吗？ 面对敞开的一扇门的门边，鼻子和腹部贴着门边，双脚各放在门的两边， 试试看，你能踮起脚吗？ 怎么？办不到吧，这是怎么回事呢？原来，要踮起脚，你必须使身体重 心向前移动，而门扇挡住了你，使你无法做到这一点。 游戏九 看谁滚得快。 这场比赛有三个选手参加，每人从以下三组器材中任意挑选一样参加比 赛。 球类：玻璃弹子、轴承滚珠（实心球）等。 盘类：塑料圆盘、飞盘等。 圈类：铁环、轮胎、藤圈等。 比赛在一处斜坡上举行，可以根据器材大小选择合适的光滑斜坡。选手 们把所选的器材放在起跑线上，发令枪响后，各自松手让器材自己滚动，看 谁的器材最先到达终点，谁就赢了。 如果你不选球类的话，肯定不能取胜。因为球类比盘类滚得快，盘类又 比圈类滚得快，无论物体的大小和重量如何，都毫无例外。这个游戏说明， 物体滚动的速度与它的重心周围的重量分布有直接关系，这个重量分布又叫 做惯性矩。以上三组器材中，重心虽然都是它们的几何中心，但重量的分布 情况却不一样。一个物体的重量分布越接近它的重心，它的惯性矩越小，物 体滚动得也越快。圈类和球类或盘类相比，圈类的全部重量与重心有一段距 离，它的惯性矩最大；实心球的重量紧密地分布在重心周围，实心球的惯性 矩最小，所以球类滚得快。 滑冰运动员在旋转时就是利用上述这个原理的。开始旋转时，运动员伸 着手臂，转着转着运动员收拢了手臂，把手臂贴近身体，使身体的重量更接 近重心以减小惯性矩，这样身体旋转得就更快了。 游戏十 你能拉动一本书吗？ 拿一本精装的大书（字典或杂志合订本）和一根 166 厘米长的绳子，把 书打开纵向放在绳子上，书脊朝上。再把绳子在书脊当中打一个结。两手分 别握住绳子的两头，使手和书至少保持 50 厘米的距离。 两手拉动绳子，你能把绳子拉到与打结的地方成一水平直线吗？ 不管你怎样用力，你也无法把它拉成一条直线。这是因为手臂的力量抵 消不了书的重力。当绳子垂直吊着书的时候，你所使用的阻止书往下落的力， 等于书本身的重量。但是当你的手向两边拉书时，所用的力与水平方向成一 定角度，在这种情况下，施加的力必须大于你所克服的书的重力。所用的力 与水平方向成的角度越小，所需要的力也越大，这就是你越把绳子拉到接近 水平位置，越是要花大力气的原因。绳子往往在被拉成水平位置之前，因吃 不住这么大的力而断掉。 这个游戏实际上是游戏者与书的重力之间的拔河比赛，书的重力总是赢 家，不信你试试看
第二章力学趣话 看过武术表演的人都不禁要问，武林高手们的超群技艺有什么诀窍吗？ 有的，实际上武术就是力学的具体运用，而力学是一门专讲力和运动的学问。 武林大师们可以说都是力学专家，因为他们表演的武术动作就运用了力学原 理。 力可以表现为令人惊奇的硬气功，也就是利用了看不见的重力或压力。 无论力采取什么形式，是推，是拉，或是撞，力都可以用来为你服务，而并 不与你作对。在武术运动中，双方拚搏时，力往往并不用在与对方针锋相对 的斗争中，而是巧妙地把对手的力岔开，甚至“以子之矛攻子之盾”，使对 手自己打自己。武术中有一些最精彩的动作并不费多大力气，而不过是力的 巧妙的运用。 当两个力的大小相等方向相反时，它们相互平衡，合力为零。如两个势 均力敌的队进行拔河比赛时，出现难解难分的僵持局面，就属于这种情况。 不相等的力可以从不同的方向作用于同一物体而产生意想不到的效果，武术 中有很多秘诀都在于此。武术运动员常常能出其不意地让对手摔个大跟头也 就是这个原因。 我们在这一章里讲的虽然不是武术，但都是如何巧妙地运用一些力学原 理所做的游戏。这些道理适用于武术，也适用于日常生活。 游戏十一你能把两个拳头放在一起而保持不动吗？ 用这个游戏可以和力气比你大的人开个小小的玩笑。方法简单极了，请 你的对手把两臂向前伸直，两手握拳，一个拳头放在另一个上面。你的任务 就是把两个叠在一起的拳头分开，要是分不开，对手就赢了。 你也许以为对方力气大，很难分开。其实，这简单得如同儿戏，你只需 用两个指头迅速地把对方的手背往两边一拨，拳头就轻而易举地分开了。（如 果这个办法不灵，检查一下对方是否在捣鬼，比如用上面的拳头握住下面拳 头的大拇指。) 这个游戏妙就妙在对方越是使劲把拳头并在一起，你就越容易把它们分 开，所以别忘了叫对手使劲。 为了使双拳保持并在一起的位置，对方必须在上下方向用力，几乎没有 往左右两边用力，而你的进攻正是从左右两边发起的。你手指的作用力与对 手的力来自不同的方向，所以你的手指用力虽然不大，却能发挥明显的作用。 游戏十二你能折断一根火柴吗？ 取一根火柴棍放在中指第一个关节的背上，用食指和无名指向下压的力 和中指向上抬的力，你能把火柴折断吗？折不断？再换个姿势试试看：用中 指往下压，食指和无名指往上抬，还是折不断吗？（注意：这个游戏一般适 用于少年朋友玩，玩的时候不能让拇指和小指来帮忙，也不能把手放在桌子 上使劲，否则就算犯规。) 这样做，为什么连一根小小的火柴棍也折不断呢？这是因为，从力学的 角度来说，你的手指并未处于有利地位。我们知道，杠杆是一种有用的简单
第二章 力学趣话 看过武术表演的人都不禁要问，武林高手们的超群技艺有什么诀窍吗？ 有的，实际上武术就是力学的具体运用，而力学是一门专讲力和运动的学问。 武林大师们可以说都是力学专家，因为他们表演的武术动作就运用了力学原 理。 力可以表现为令人惊奇的硬气功，也就是利用了看不见的重力或压力。 无论力采取什么形式，是推，是拉，或是撞，力都可以用来为你服务，而并 不与你作对。在武术运动中，双方拚搏时，力往往并不用在与对方针锋相对 的斗争中，而是巧妙地把对手的力岔开，甚至“以子之矛攻子之盾”，使对 手自己打自己。武术中有一些最精彩的动作并不费多大力气，而不过是力的 巧妙的运用。 当两个力的大小相等方向相反时，它们相互平衡，合力为零。如两个势 均力敌的队进行拔河比赛时，出现难解难分的僵持局面，就属于这种情况。 不相等的力可以从不同的方向作用于同一物体而产生意想不到的效果，武术 中有很多秘诀都在于此。武术运动员常常能出其不意地让对手摔个大跟头也 就是这个原因。 我们在这一章里讲的虽然不是武术，但都是如何巧妙地运用一些力学原 理所做的游戏。这些道理适用于武术，也适用于日常生活。 游戏十一 你能把两个拳头放在一起而保持不动吗？ 用这个游戏可以和力气比你大的人开个小小的玩笑。方法简单极了，请 你的对手把两臂向前伸直，两手握拳，一个拳头放在另一个上面。你的任务 就是把两个叠在一起的拳头分开，要是分不开，对手就赢了。 你也许以为对方力气大，很难分开。其实，这简单得如同儿戏，你只需 用两个指头迅速地把对方的手背往两边一拨，拳头就轻而易举地分开了。（如 果这个办法不灵，检查一下对方是否在捣鬼，比如用上面的拳头握住下面拳 头的大拇指。） 这个游戏妙就妙在对方越是使劲把拳头并在一起，你就越容易把它们分 开，所以别忘了叫对手使劲。 为了使双拳保持并在一起的位置，对方必须在上下方向用力，几乎没有 往左右两边用力，而你的进攻正是从左右两边发起的。你手指的作用力与对 手的力来自不同的方向，所以你的手指用力虽然不大，却能发挥明显的作用。 游戏十二 你能折断一根火柴吗？ 取一根火柴棍放在中指第一个关节的背上，用食指和无名指向下压的力 和中指向上抬的力，你能把火柴折断吗？折不断？再换个姿势试试看：用中 指往下压，食指和无名指往上抬，还是折不断吗？（注意：这个游戏一般适 用于少年朋友玩，玩的时候不能让拇指和小指来帮忙，也不能把手放在桌子 上使劲，否则就算犯规。） 这样做，为什么连一根小小的火柴棍也折不断呢？这是因为，从力学的 角度来说，你的手指并未处于有利地位。我们知道，杠杆是一种有用的简单
机械，用得适当，可以省力。手指头也可以当作杠杆来用。杠杆是一个能绕 固定点转动的杆。杆转动时，固定点叫支点，加力的一点叫力点，克服阻力 的一点叫重点。支点到力点间的距离叫力臂（也叫动力臂），支点到重点间 的距离叫重臂（也叫阻力臂）。改变三点的两段距离的比率，可以改变力的 大小。支点在中间的杠杆如天平、剪刀，重点在中间的杠杆如铡刀，力点在 中间的杠杆如镊子。重臂比力臂短的时候，我们觉得比较省力，这就是为什 么我们可以用撬杠轻而易举地拔起钉进木头的钉子的缘故。当阻力臂比较长 的时候，我们就觉得拔起钉子很费力。 按上面的方法折断火柴棍，支点就在手指关节与手掌的连接处。当你在 这么远的距离施加力的时候，手指的力气太小，还不足以折断火柴。但是如 果你把火柴移到靠近手掌的指关节，你会发现火柴很容易就被折断了，因为 这时候手指头构成的这个杠杆已经有足够的力了。 游戏十三三人抵挡不过一人。 这是一个四人游戏。找一根长棍或竹竿，再用纸做一个靶子放在地上。 三人握住棍子，把棍子竖着举起，一端对准纸靶子，保持50厘米的距离。另 一个人趴在地上，手掌对着棍子的下方。现在各就各位：手握棍子的三个人 齐心协力直捣靶心；趴在地上的那个人在其他三人使劲时，把棍子轻轻往旁 边推。最后谁赢了呢？是握棍子的那三个人吗？不是。他们三个人不管怎么 使劲，也抵不过趴在地上的那个人，劲用得再大也无法使棍子头碰到靶子， 不信你试试。 这个游戏说明不同方向的力各自起着不同的作用。把棍子往旁边推的力 和把棍子往下捣的力是相互独立的。趴在地上的人用的力的方向与其他三个 人用的力的方向并非相反，也不在同一条直线上，所以他只要轻轻地一推就 能使棍子远离目标。而其他三人使多大的劲，也无法达到目标。 游戏十四你能把对手推得往后退吗？ 双手拿一根棍子，手臂伸直，握棍的手臂与肩膀一样宽。另一个人握住 棍子的中部，均匀地用力向前推你，他能把你向后推倒吗？ 要想叫对手无法把你推得向后退一步，关键是你要改变对手用力的方 向。做到这一点你得使胳膊肘子向外，略微向上用点力来抵消对手的力。对 手所用的力本来想把你往后推，现在却作用到你的手臂上而朝上了，因此无 法把你推得向后退。 注意：这个游戏要想取胜你得掌握好时机，要事先练习练习，使你的动 作恰到好处。 下面还有一则类似的游戏。 游戏十五你能把对手推倒吗？ 双手平拿一根棍子，拇指朝上，手握棍子中间，当中留出33厘米左右的 距离。另一个人握住棍子的两头，看他能把你推倒吗？ 当对手的双手向前用力时，你就把棍子向上抬，这样就使推力偏移了方
机械，用得适当，可以省力。手指头也可以当作杠杆来用。杠杆是一个能绕 固定点转动的杆。杆转动时，固定点叫支点，加力的一点叫力点，克服阻力 的一点叫重点。支点到力点间的距离叫力臂（也叫动力臂），支点到重点间 的距离叫重臂（也叫阻力臂）。改变三点的两段距离的比率，可以改变力的 大小。支点在中间的杠杆如天平、剪刀，重点在中间的杠杆如铡刀，力点在 中间的杠杆如镊子。重臂比力臂短的时候，我们觉得比较省力，这就是为什 么我们可以用撬杠轻而易举地拔起钉进木头的钉子的缘故。当阻力臂比较长 的时候，我们就觉得拔起钉子很费力。 按上面的方法折断火柴棍，支点就在手指关节与手掌的连接处。当你在 这么远的距离施加力的时候，手指的力气太小，还不足以折断火柴。但是如 果你把火柴移到靠近手掌的指关节，你会发现火柴很容易就被折断了，因为 这时候手指头构成的这个杠杆已经有足够的力了。 游戏十三 三人抵挡不过一人。 这是一个四人游戏。找一根长棍或竹竿，再用纸做一个靶子放在地上。 三人握住棍子，把棍子竖着举起，一端对准纸靶子，保持 50 厘米的距离。另 一个人趴在地上，手掌对着棍子的下方。现在各就各位：手握棍子的三个人 齐心协力直捣靶心；趴在地上的那个人在其他三人使劲时，把棍子轻轻往旁 边推。最后谁赢了呢？是握棍子的那三个人吗？不是。他们三个人不管怎么 使劲，也抵不过趴在地上的那个人，劲用得再大也无法使棍子头碰到靶子， 不信你试试。 这个游戏说明不同方向的力各自起着不同的作用。把棍子往旁边推的力 和把棍子往下捣的力是相互独立的。趴在地上的人用的力的方向与其他三个 人用的力的方向并非相反，也不在同一条直线上，所以他只要轻轻地一推就 能使棍子远离目标。而其他三人使多大的劲，也无法达到目标。 游戏十四 你能把对手推得往后退吗？ 双手拿一根棍子，手臂伸直，握棍的手臂与肩膀一样宽。另一个人握住 棍子的中部，均匀地用力向前推你，他能把你向后推倒吗？ 要想叫对手无法把你推得向后退一步，关键是你要改变对手用力的方 向。做到这一点你得使胳膊肘子向外，略微向上用点力来抵消对手的力。对 手所用的力本来想把你往后推，现在却作用到你的手臂上而朝上了，因此无 法把你推得向后退。 注意：这个游戏要想取胜你得掌握好时机，要事先练习练习，使你的动 作恰到好处。 下面还有一则类似的游戏。 游戏十五 你能把对手推倒吗？ 双手平拿一根棍子，拇指朝上，手握棍子中间，当中留出 33 厘米左右的 距离。另一个人握住棍子的两头，看他能把你推倒吗？ 当对手的双手向前用力时，你就把棍子向上抬，这样就使推力偏移了方
向，对手也就不可能把你推倒。手握棍子的当中或两头都可以，掌握这个诀 窍你准赢。 游戏十六你能把一层薄纸捅穿吗？ 取一张面巾纸（薄而软的餐巾纸、卫生纸也可以），一个硬纸做的圆筒 (如装羽毛球或蜡纸的圆纸筒)，一根橡皮筋，一根棍子，再找一些沙子（用 盐代替也可以)。用面巾纸包住圆纸筒的一头，用橡皮筋把纸固定。往圆筒 中倒入8厘米左右高的沙子。现在一切准备好了，一手握圆纸筒，另一手握 住棍子，把棍子插入装沙子的圆筒里，然后使劲，你能把封在另一头的面巾 纸弄破吗？ 面巾纸那么薄，用棍子往沙子里使劲桶时，还能不把薄纸弄破吗？实际 上你是弄不破的。这是因为你用在棍子上的力没有全部传到面巾纸上去。由 于沙粒之间有许许多多微小的空隙，当你把棍子往沙里捅时，沙粒彼此相互 碰撞，把力传到了其他方向。沙子受到了一部分作用力，并把剩余部分的力 分散开来了，这样力就被分散到整个圆筒的各个表面，只有很小很小一部分 力到达面巾纸上。因此你使多大的劲，也无法用棍子把薄纸弄穿。 多少世纪以来，战场上人们一直用沙袋来阻挡高速飞来的枪弹，就是巧 妙地运用了这条自然规律。 游戏十七你能把一张纸撕成三片吗？ 把一张纸折成三等分，打开后沿折缝剪开或撕开，但不要完全剪断，留 出3.3厘米左右的地方连在一起。双手各拿住这张纸的上方相连处的一端， 你能一次把这张纸撕成三片吗？ 你的力气再大也无法做到这一点。这是因为纸和其他材料一样，都是在 最薄弱的地方受力，纸上的两个剪口就是受力点。虽然两个剪口看来似乎完 全一样，但实际上是不可能剪得完全一样的。当你把纸向两边拉时，两个剪 口中较为薄弱的那个剪口首先受力开裂了，使得这一处地方更为薄弱，再加 一点力都会直接用到这一点上，直到剪口完全断开。所以一次把一张纸撕成 三片是不可能的。 游戏十八你能在纸手帕上撕出两个相互垂直的口子吗？ 取一张纸手帕，如果从上到下先撕出一个成直线的口子，你能再从左到 右撕出一个与刚才的直线垂直的另一个口子吗？ 纸手帕是在金属网上制成的，形成了纸手帕上朝一个方向的纹路，而另 外的方向上则没有这种连续的平行纹路。 我们知道，力总是作用在最薄弱的地方，纸手帕上的平行纹路比另外的 地方薄一些，所以当你顺着纸的纹路撕纸的时候，纸就沿着金属网形成的纹 路裂开，成一条直线；相反，当你不顺着纹路撕，哪里是薄弱点，纸就在哪 里裂开，这样就形成了一个不规则的裂口，所以无论如何也撕不出与刚才那 条直线相垂直的裂口。游戏十九两个人抬着你胳膊肘子，能把你抬起来吗？
向，对手也就不可能把你推倒。手握棍子的当中或两头都可以，掌握这个诀 窍你准赢。 游戏十六 你能把一层薄纸捅穿吗？ 取一张面巾纸（薄而软的餐巾纸、卫生纸也可以），一个硬纸做的圆筒 （如装羽毛球或蜡纸的圆纸筒），一根橡皮筋，一根棍子，再找一些沙子（用 盐代替也可以）。用面巾纸包住圆纸筒的一头，用橡皮筋把纸固定。往圆筒 中倒入 8 厘米左右高的沙子。现在一切准备好了，一手握圆纸筒，另一手握 住棍子，把棍子插入装沙子的圆筒里，然后使劲，你能把封在另一头的面巾 纸弄破吗？ 面巾纸那么薄，用棍子往沙子里使劲捅时，还能不把薄纸弄破吗？实际 上你是弄不破的。这是因为你用在棍子上的力没有全部传到面巾纸上去。由 于沙粒之间有许许多多微小的空隙，当你把棍子往沙里捅时，沙粒彼此相互 碰撞，把力传到了其他方向。沙子受到了一部分作用力，并把剩余部分的力 分散开来了，这样力就被分散到整个圆筒的各个表面，只有很小很小一部分 力到达面巾纸上。因此你使多大的劲，也无法用棍子把薄纸弄穿。 多少世纪以来，战场上人们一直用沙袋来阻挡高速飞来的枪弹，就是巧 妙地运用了这条自然规律。 游戏十七 你能把一张纸撕成三片吗？ 把一张纸折成三等分，打开后沿折缝剪开或撕开，但不要完全剪断，留 出 3.3 厘米左右的地方连在一起。双手各拿住这张纸的上方相连处的一端， 你能一次把这张纸撕成三片吗？ 你的力气再大也无法做到这一点。这是因为纸和其他材料一样，都是在 最薄弱的地方受力，纸上的两个剪口就是受力点。虽然两个剪口看来似乎完 全一样，但实际上是不可能剪得完全一样的。当你把纸向两边拉时，两个剪 口中较为薄弱的那个剪口首先受力开裂了，使得这一处地方更为薄弱，再加 一点力都会直接用到这一点上，直到剪口完全断开。所以一次把一张纸撕成 三片是不可能的。 游戏十八 你能在纸手帕上撕出两个相互垂直的口子吗？ 取一张纸手帕，如果从上到下先撕出一个成直线的口子，你能再从左到 右撕出一个与刚才的直线垂直的另一个口子吗？ 纸手帕是在金属网上制成的，形成了纸手帕上朝一个方向的纹路，而另 外的方向上则没有这种连续的平行纹路。 我们知道，力总是作用在最薄弱的地方，纸手帕上的平行纹路比另外的 地方薄一些，所以当你顺着纸的纹路撕纸的时候，纸就沿着金属网形成的纹 路裂开，成一条直线；相反，当你不顺着纹路撕，哪里是薄弱点，纸就在哪 里裂开，这样就形成了一个不规则的裂口，所以无论如何也撕不出与刚才那 条直线相垂直的裂口。游戏十九 两个人抬着你胳膊肘子，能把你抬起来吗？
如果你使身体站直，双手各握同一侧的肩膀，把胳膊肘子尽量放平。由 两个力气大的人，一边站一个，托着你的胳膊肘子，看他们能不能把你抬起 来。 你胳膊肘子的角度是这个游戏成败的关键。如果胳膊肘子远离人体重 心，是不可能把人抬起来的。如把胳膊收回到身体两侧，就很容易地把人抬 起来。 放在身体前方的胳膊肘子离身体的重心越远，克服体重的阻力所需要的 力就越大。你会惊异地发现，就是这么短短的一点距离，它会使两个大力士 无能为力，好象你使了孙悟空的“定身术”似的。 游戏二十这只气球会爆炸吗？ 把一只气球吹足气，系紧口子。再用一块透明胶布（橡皮膏也可）贴在 气球上，拿一根针从贴着透明胶布的地方把气球扎破，你想想看：气球会不 会“啪”的一声爆炸掉？ 你也许认为气球要爆炸了吧！其实，气球不会“啪”的一声炸掉。在一 般情况下，用针扎破气球，气球肯定会爆炸；现在的情况不同，你会看到气 从针孔处徐徐冒出来，气球却象消了气的车胎一样慢慢地瘪下去。是什么道 理呢？原来气球扎破时，溢出的空气造成一股压力，橡皮和胶布对这种压力 的反应各不相同。当压缩空气从气球扎破的地方冲出时，橡胶脆而薄，气球 皮一下就被撑破了，同时发出很大的破裂声。透明胶带比较坚固，它可以抵 住压缩空气冲出造成的压力，所以气球不会“啪”的一声爆炸。 这个游戏如作为一个晚会节目，是一定会受大家欢迎的。此外人们已经 把它运用到生产中去了，防爆车胎就是根据这个原理制成的。 游戏二十一你能把混在生鸡蛋里的熟鸡蛋挑出来吗？ 一枚煮熟的鸡蛋和一篮生鸡蛋混在一起了，不打破蛋壳，你能把这枚熟 鸡蛋挑出来吗？ 只要把鸡蛋转一下就能分出生熟了。煮熟的蛋是固体，转起来容易些。 生蛋里面是液体，把生蛋转动时，蛋壳中的液体转得不如蛋壳快，在蛋壳内 壁和蛋清表面之间形成一个阻力，这个阻力使生蛋旋转速度很快变慢而停下 来。 游戏二十二你能在水泥地上打破一只灯泡吗？ 人站在水泥地面上，手拿一只烧断灯丝的旧灯泡，把灯泡的金属部分朝 下，然后松手，你想这只灯泡准摔烂了，是吗？ 错了，灯泡安然无恙，并没有摔破。这是因为灯泡落下时所受的冲击力 直接作用在灯泡的金属部分，而在这种情况下金属部分是不会破的。金属灯 头保护了灯泡的玻璃部分。虽然灯头落地时灯泡会略微跳动一下，但这小小 的力是不能把灯泡打破的。 注意：为安全起见，请不要把灯泡往地上掼。因为这样做会使灯泡的其 他部分着地，摔碎灯泡
如果你使身体站直，双手各握同一侧的肩膀，把胳膊肘子尽量放平。由 两个力气大的人，一边站一个，托着你的胳膊肘子，看他们能不能把你抬起 来。 你胳膊肘子的角度是这个游戏成败的关键。如果胳膊肘子远离人体重 心，是不可能把人抬起来的。如把胳膊收回到身体两侧，就很容易地把人抬 起来。 放在身体前方的胳膊肘子离身体的重心越远，克服体重的阻力所需要的 力就越大。你会惊异地发现，就是这么短短的一点距离，它会使两个大力士 无能为力，好象你使了孙悟空的“定身术”似的。 游戏二十 这只气球会爆炸吗？ 把一只气球吹足气，系紧口子。再用一块透明胶布（橡皮膏也可）贴在 气球上，拿一根针从贴着透明胶布的地方把气球扎破，你想想看：气球会不 会“啪”的一声爆炸掉？ 你也许认为气球要爆炸了吧！其实，气球不会“啪”的一声炸掉。在一 般情况下，用针扎破气球，气球肯定会爆炸；现在的情况不同，你会看到气 从针孔处徐徐冒出来，气球却象消了气的车胎一样慢慢地瘪下去。是什么道 理呢？原来气球扎破时，溢出的空气造成一股压力，橡皮和胶布对这种压力 的反应各不相同。当压缩空气从气球扎破的地方冲出时，橡胶脆而薄，气球 皮一下就被撑破了，同时发出很大的破裂声。透明胶带比较坚固，它可以抵 住压缩空气冲出造成的压力，所以气球不会“啪”的一声爆炸。 这个游戏如作为一个晚会节目，是一定会受大家欢迎的。此外人们已经 把它运用到生产中去了，防爆车胎就是根据这个原理制成的。 游戏二十一 你能把混在生鸡蛋里的熟鸡蛋挑出来吗？ 一枚煮熟的鸡蛋和一篮生鸡蛋混在一起了，不打破蛋壳，你能把这枚熟 鸡蛋挑出来吗？ 只要把鸡蛋转一下就能分出生熟了。煮熟的蛋是固体，转起来容易些。 生蛋里面是液体，把生蛋转动时，蛋壳中的液体转得不如蛋壳快，在蛋壳内 壁和蛋清表面之间形成一个阻力，这个阻力使生蛋旋转速度很快变慢而停下 来。 游戏二十二 你能在水泥地上打破一只灯泡吗？ 人站在水泥地面上，手拿一只烧断灯丝的旧灯泡，把灯泡的金属部分朝 下，然后松手，你想这只灯泡准摔烂了，是吗？ 错了，灯泡安然无恙，并没有摔破。这是因为灯泡落下时所受的冲击力 直接作用在灯泡的金属部分，而在这种情况下金属部分是不会破的。金属灯 头保护了灯泡的玻璃部分。虽然灯头落地时灯泡会略微跳动一下，但这小小 的力是不能把灯泡打破的。 注意：为安全起见，请不要把灯泡往地上掼。因为这样做会使灯泡的其 他部分着地，摔碎灯泡
第三章流体漫话 请你猜猜，以下三样物品，哪一种是流体（流体是能够流动，装在容器 里才有一定形状的物体)？这三种物品是：糖浆、空气、玻璃。如果你回答 这三样物品都是流体，那就答对了。也许你会认为玻璃不是流体，那就错了， 这个问题很容易迷惑人。 在通常情况下，玻璃象固体，但是它是流体，因为它确实会流动，不过 玻璃流动得极缓慢，一百年只流动2.5厘米。如果你仔细观察一下古老房屋 的窗户玻璃，就会发现窗玻璃的下方总是比上方要厚得多，这就是玻璃流动 的结果。 空气和水是人们所熟悉的流体，它们具有很多共同的特点：一是它们能 向各个方向施加压力，包括向上的压力；二是流体在同一深度，它的压力在 各个方向上都相等。流体的这些特点为我们玩科学游戏提供了很大方便。 流体还具有同种物质内部各部分之间相互吸引的趋势，这种吸引力在物 理学上叫做“内聚力”。流体表面的内聚力最强，好象形成一层看不见的膜。 此外，流体还具有粘性，能粘附别的物体。因此普通的水有时有象胶水 一样的特点，用力拔都拔不开，不信，请看这一章的详细内容。 游戏二十三你能用两根吸管来喝汽水吗？ 口含两根麦管（或其他喝冷饮的吸管)，一根插到一只装有汽水的杯子 里，另一根露在杯子外面，你能从吸管中喝到汽水吗？（注意：不要用舌头 堵住露在杯子外面的那根吸管，也不要用手指堵住这根吸管的另一头，否则 算犯规。) 按照上面的方法喝汽水，你就是使出九牛二虎之力，也无法喝到一滴汽 水。在一般情况下，我们用吸管来喝饮料时，嘴就好比一个真空泵，吸气时 口腔的气压就降低了，由于空气压力要保持平衡，外面的气压比口腔内的气 压大，大气压压迫饮料的表面，就把饮料沿着吸管压到口腔里来了。 如果我们口含两根吸管，那根露在杯子外的吸管使你的口腔无法形成“真 空泵”，换句话说，你的口腔这台“真空泵”漏气，这样你口腔中的压力和 外面的大气压一样，饮料依然原封不动地留在杯子里，当然你就喝不到饮料 了。 游戏二十四你能从瓶里喝到水吗？ 拿一个带盖子的瓶子，在瓶盖上钻一个孔，孔的大小可以插进一根吸管。 在瓶盖上插进一根吸管，用蜡封严接口处，然后将瓶子灌满水，再用插有吸 管的瓶盖盖紧瓶口。试试看，你能从吸管中喝到水吗？ 这个游戏和上一个游戏不同的是当你把吸管放在嘴里吸气时，口腔里可 以形成部分真空，但是水却吸不上来。为什么呢？因为瓶里的水被盖子密封 住，和大气不接触，大气压就不能把水压到你的口腔里了。在这种情况下， 你就是使出吃奶的劲，也无法从瓶中吸出水来。 游戏二十五你能让水从瓶子的漏洞里流出来吗？
第三章 流体漫话 请你猜猜，以下三样物品，哪一种是流体（流体是能够流动，装在容器 里才有一定形状的物体）？这三种物品是：糖浆、空气、玻璃。如果你回答 这三样物品都是流体，那就答对了。也许你会认为玻璃不是流体，那就错了， 这个问题很容易迷惑人。 在通常情况下，玻璃象固体，但是它是流体，因为它确实会流动，不过 玻璃流动得极缓慢，一百年只流动 2.5 厘米。如果你仔细观察一下古老房屋 的窗户玻璃，就会发现窗玻璃的下方总是比上方要厚得多，这就是玻璃流动 的结果。 空气和水是人们所熟悉的流体，它们具有很多共同的特点：一是它们能 向各个方向施加压力，包括向上的压力；二是流体在同一深度，它的压力在 各个方向上都相等。流体的这些特点为我们玩科学游戏提供了很大方便。 流体还具有同种物质内部各部分之间相互吸引的趋势，这种吸引力在物 理学上叫做“内聚力”。流体表面的内聚力最强，好象形成一层看不见的膜。 此外，流体还具有粘性，能粘附别的物体。因此普通的水有时有象胶水 一样的特点，用力拔都拔不开，不信，请看这一章的详细内容。 游戏二十三 你能用两根吸管来喝汽水吗？ 口含两根麦管（或其他喝冷饮的吸管），一根插到一只装有汽水的杯子 里，另一根露在杯子外面，你能从吸管中喝到汽水吗？（注意：不要用舌头 堵住露在杯子外面的那根吸管，也不要用手指堵住这根吸管的另一头，否则 算犯规。） 按照上面的方法喝汽水，你就是使出九牛二虎之力，也无法喝到一滴汽 水。在一般情况下，我们用吸管来喝饮料时，嘴就好比一个真空泵，吸气时 口腔的气压就降低了，由于空气压力要保持平衡，外面的气压比口腔内的气 压大，大气压压迫饮料的表面，就把饮料沿着吸管压到口腔里来了。 如果我们口含两根吸管，那根露在杯子外的吸管使你的口腔无法形成“真 空泵”，换句话说，你的口腔这台“真空泵”漏气，这样你口腔中的压力和 外面的大气压一样，饮料依然原封不动地留在杯子里，当然你就喝不到饮料 了。 游戏二十四 你能从瓶里喝到水吗？ 拿一个带盖子的瓶子，在瓶盖上钻一个孔，孔的大小可以插进一根吸管。 在瓶盖上插进一根吸管，用蜡封严接口处，然后将瓶子灌满水，再用插有吸 管的瓶盖盖紧瓶口。试试看，你能从吸管中喝到水吗？ 这个游戏和上一个游戏不同的是当你把吸管放在嘴里吸气时，口腔里可 以形成部分真空，但是水却吸不上来。为什么呢？因为瓶里的水被盖子密封 住，和大气不接触，大气压就不能把水压到你的口腔里了。在这种情况下， 你就是使出吃奶的劲，也无法从瓶中吸出水来。 游戏二十五 你能让水从瓶子的漏洞里流出来吗？