过山车的“幕后推手”

“咔嗒咔嗒咔嗒——”一辆过山车启动了，一条由电力驱动的链子拉着过山车向上爬。过山车没有动力装置，电只将过山车拉到轨道第一圈的顶部，那剩下的运动如何完成呢？

靠重力向下行驶

三百多年前，英国科学家艾萨克·牛顿先生发现万有引力，每一个物体都会对其他物体产生引力。比如，你正在吸引着你的桌子，而桌子也在吸引你。但是这种引力太小了，几乎不会引起你的注意。然而，地球的万有引力很难被人忽视，人们把它叫做重力，它把我们的双脚，以及其他一切东西都吸在地面上。因此，当过山车爬到轨道第一圈的顶端时，重力将它拉向地面。过山车俯冲下来，速度越来越快。

高处落下的球比低处落下的球反弹得更高吗？

重力将物体拉向地面。如果你抓着一个球举到高处，你认为球从这里下落比从稍低处下落弹起来得高吗？

你需要：一个球。

第一步：手里抓着球，胳膊垂在身体一侧。

第二步：松开手让球落下。

第三步：观察球弹起来的高度。

第四步：手里抓着球，胳膊平举。重复第二步和第三步。

第五步：手里抓着球，胳膊举过头顶。重复第二步和第三步。

哪一次球弹起来的高度最高？

当你的胳膊：

在重力作用下，向下运动的物体速度会越来越快吗？

快看，外福来在玩什么？

外福来拿着硬纸板，把玩具车放在硬纸板顶端，然后松手。嗖，玩具车滑下去了。

仔细观察！玩具车在哪个位置速度更快呢？是在顶端还是底端？

顶端底端

仔细观察，你会发现小车在到达底部时速度更快。假设硬纸板是过山车轨道，那么可想而知，过山车在一圈轨道的底端速度更快。这就是重力带来的刺激的加速。

在体侧时平举时

举过头顶时

小球弹跳起来，是由于它降落下来后所产生的反作用力。如果下降时速度越快，那么弹跳起来的高度也就越高。正因为如此，过山车爬升得越高，降落到轨道谷底的时候速度越大，继续向上冲的力量也越大。

靠惯性向上行驶

一旦重力将过山车拉到地面，又是什么力使过山车重新向上走呢？咱们再来问问牛顿。

牛顿还发现，运动着的物体会一直运动下去，直到有其他物体将其阻止；而静止着的物体会一直保持静止状态，直到有其他物体使其运动起来。这就是惯性。

由于过山车到达轨道底部时仍在运动，所以惯性会使其继续运动下去，直至轨道第二圈的顶部。在那里，重力又开始发挥作用，将过山车拉向地面。

你能看到惯性吗？

你需要：一个杯子，一些水，操场。

第一步：装半杯水。

第二步：像图片中那样伸出胳膊。

第三步：胳膊画半圆。当胳膊到达头顶时停止。

如果有水溅出来了，是向哪个方向？

在你的头上

在你前方的地面上

当然是在你前方的地面上。图中的箭头表示胳膊运动时水的运动方向。

为什么水向前方溅出来呢？这就是惯性的作用。当胳膊停止运动时，水却不会停止运动，而是借着惯性沿着刚才的运动轨迹继续下去。

刹车，收到摩擦力

受到重力和惯性的作用，过山车岂不是要永远运动下去？

当两种物体相互摩擦时，会产生摩擦力（牛顿没有发现这种力）。过山车的车轮摩擦着轨道，最终，过山车慢慢减速，直至停止。

如果没有摩擦力，过山车将一直走哇走哇走哇……

你需要：大小相同的纸板和玻璃板，铅笔，海绵，冰糕棍或棉签，一个搭档。

第一步：将铅笔放在另一块纸板的一端。如图所示，缓慢提起纸板一端。当铅笔开始滑动时，立即停止。

第二步：用海绵和冰糕棍分别重复第一步。

第三步：用玻璃板重复第一步和第二步。

通过实验结果，外福来发现所有物体在光滑表面上更容易下滑，而且下滑的速度也较快，这就是因为阻止物体下滑的摩擦力较小。

你感受到摩擦力了吗？

举两个例子：

1.快速摩擦双手，我的手心发烫了。这是摩擦产生的热量。

2.用力擦火柴，刺，火柴亮了！摩擦产生的热使火柴点燃了。