文档介绍：鸡蛋撞地球古代人常用“鸡蛋碰石头”来比喻自不量力。可见, 鸡蛋是极易碎的, 轻轻一磕就碎了。如果说鸡蛋能从十几米高的地方落下而安然无恙, 那简直就是天方夜谭。但是科学有时能将不可思议的事情变为现实。今天,就让我们共同走进这个神话吧。首先, 让我们明确一下从十几米的高空落下是一个什么概念。不难算出, 若不计空气阻力, 物体落地时的速度将达到十多米每秒。为了让大家更好地明白这么快的速度将产生什么样的作用效果, 我打一个比方。这就好比一辆时速达 40km/h 的汽车突然撞到了墙上,后果可想而知。如果不采取任何措施, 不要说是鸡蛋, 就是一块石头, 恐怕也要粉身碎骨。这样一件看似不可能的事情, 是否就不可办到呢?不是的, 科学的魅力正在于此。只要我们依据正确的科学道理,提出可行的解决方案, 再经过一次次实践的检验,不断改进,是完全可以办到的。今天, 第四届科技节的“高空坠蛋”比赛给我们提供了自由发挥的机会。让我们放飞想象的翅膀,来创造这个奇迹! 比赛规则: 将一个采取了一定保护措施的鸡蛋从五楼阳台上扔下,使其自由下落。在鸡蛋不破的前提下, 整个装置重量( 不包括鸡蛋) 越小, 落地点距指规定的地点越近,其比赛成绩就越靠前。一、科学道理: (一)、理论依据: 1 、动量定理表达式: Ft=△p 其中△p 指的是动量的变化, F 指的是冲力的大小, t 指的是力的作用时间。由于鸡蛋在下落的过程中, 动量的变化△p 一定, 鸡蛋所受的力 F与力的作用时间 t 成反比,即t 越大,F 就越小, 作用在鸡蛋上的力就越小。这样,鸡蛋就不容易碎了。 2 、由空中垂直下落的物体所受空气阻力 f 与空气的密度ρ、物体的有效横截面积 S、下落的速率 v 的平方成正比, 阻力的大小可表示为 f=C ρ Sv2 , 其中 C 为阻力系数, 一般在 ~ 之间,ρ= , 物体下落经过一段时间将达匀速,这称为终极速率。我们可以发现如下的一些日常现象: 雨滴在空气中下落,速度越来越快,所受空气阻力也越来越大。当阻力增加到与雨滴所受重力相等时,二力平衡,雨滴开始匀速下落。跳伞运动员在空中张开降落伞, 凭借着降落伞较大的横截面积取得较大的空气阻力, 得以比较缓慢地降落。这些都是这个公式在生活中的应用。明白了这以后,就不会认为装置的加速度是 了。 3 、一切物体都具有惯性。在“高空坠蛋”整个装置落地的一瞬间, 装置静止,然而鸡蛋由于惯性,还会继续运动,造成与装置挤压、碰撞,容易损坏。如何将鸡蛋由于具有惯性而造成的影响降到最低,还需要我们进一步分析解决。(二)、规则分析: 有了理论指导, 就可以分析比赛规则了。目的是在不违反比赛规则的情况下, 充分考虑各方面的影响和应当解决的问题, 以制定切实可行的方案。由于比赛规则有一个大前提就是鸡蛋不破, 鸡蛋一旦破了, 便会被淘汰,一切努力也就白费了。因此,最重要的就是要保证鸡蛋不破,然后再考虑如何使装置重量尽可能小, 使装置稳定性尽可能高。保证鸡蛋不破就要加强保护措施;重量尽可能小就要选用密度小的材料,能省就省; 稳定性尽可能高, 一是要投得准, 二是装置受大气影响尽可能小。二、方案设计: 在前面理论依据的支持下, 又认真分析了比赛规则, 找到了问题的关键所在,现在可以制定可行性方案了。结合在同学们中的调查和