小狐狸皮皮的物理世界
2021-01-18曹远强
曹远强
路遇小狗
不知不觉已是深秋，冬天的脚步近了。小狐狸皮皮是不喜欢冬天的，因为他活泼好动，不能忍受寂寞。这天，他和爷爷一大早就出门了，准备去红叶谷欣赏红叶。皮皮穿了一双特制的鞋，每只鞋底下都有凹槽，并配有三个小轮子。在平坦的路上，可以将三个小轮子拿出来卡在凹槽里，这样一来，这雙鞋就变成了一双轮滑鞋。
来到平直的路上，皮皮穿着轮滑鞋往前滑行，速度很快。不过，当他发现离爷爷比较远了，就会转身滑回来。就这样，在清凉的风里，他们快乐地欣赏着色彩斑斓的秋景。忽然，皮皮看到了小狗汪汪，他正沿着一条小路向密林走去，皮皮赶紧喊住了他。
“汪汪，你这是要干什么去？好久不见了，你看起来气色很好哇！”真的，小狗汪汪显得健壮了很多，也精神了很多。
“啊，原来是皮皮呀！”小狗汪汪见到皮皮非常高兴，“我现在要去练功呢！”
“练什么功？”皮皮感到非常奇怪。
“你还不知道哇？小熊每天早上都会和我一起在这片树林的空地上练武术。”
“我说好久都没看见你了，原来你是在和小熊一起练武哇！小熊的功夫可真不赖，上次灰狼被他一掌就打倒了。”
“对，就是他教我，他是我的师傅。”
这时狐狸爷爷走近了，皮皮说：“我也很想见识一下，我能和爷爷去看你们练武吗？”
“应该没有问题，小熊很豁达，很喜欢交朋友。”
皮皮与狐狸爷爷一说，狐狸爷爷非常高兴，连连说好。他可不像皮皮这么精力充沛，正想找地方歇歇呢。于是皮皮把鞋子上的小轮子取下来，爷孙俩跟着小狗汪汪沿着路边的斜坡向树林里走去。
什么是力
很快，大家看到了那片小熊和小狗汪汪练武的空地，小熊正在做准备活动呢！见面后，大家聊了一会儿天，然后三个小伙伴准备开始练习，狐狸爷爷则坐在一个木墩上休息。
这可真是一个隐秘的练武的好地方，中间是一块圆形空地，用沙子水泥弄得十分平整。周围是土路，一边还有没有用完的一小堆沙子。圆形空地的边上摆着一个石锁，石锁旁的树杈上挂着一个有四根弹簧的拉力器。另一侧的一棵树的两根树枝上各垂下了两条长绳，上面各吊着一个皮球，皮球悬在同一高度，隔得不远，但不相碰。而狐狸爷爷身边的一棵树上，则吊着一个大大的沙袋。
皮皮可高兴了，首先跑到石锁那儿，抓住石锁上的抓手向上提。他的面孔扭曲了，可见多么用力，可是石锁纹丝不动。小熊笑了笑，走过去，伸手将石锁提了起来。更可怕的是，小熊不但将石锁提了起来，还一下举过了头顶。皮皮大声喊道：“好大的力气！唉，我的力气太小啦！”
小狗汪汪拽了皮皮一下，说：“你拿不动石锁，但可以试着拉这个。”说着他取下有四根弹簧的拉力器递给皮皮，皮皮双手用力，一下伸直了胳膊。皮皮高兴极了，热情高涨，一下又一下地将拉力器拉开又合上，一连拉了二十几下。而小熊则在不停地举石锁，左手累了就用右手举。
皮皮感觉有点儿累了，就把拉力器交给了小狗汪汪。皮皮问小熊：“这个拉力器你一口气能拉开多少次？”
小熊回答道：“我一口气能拉开二十几次。”
“啊？我也能拉开二十几次。这样说来，我们的力气应该差不多呀，可是我却提不动石锁，这是为什么呢？”皮皮挠着头，觉得十分奇怪。
这时坐在一旁的狐狸爷爷忍不住哈哈大笑起来。
大家围拢过来，问道：“您笑什么？”
“力的大小可不是这么比的！你们知道什么是力吗？”
“力就是力气，也就是劲。”小熊说。
“从物理学的角度讲，力是指物体对物体的作用。”
“呃，这个我们不懂。”
“比如你提这个石锁，手提石锁时就产生了力，你推它拉它都会产生力，这些对物体施加的推、拉、提、压等作用，就是力。”
小熊说：“我天天在用力使力，却不知道力是这么定义的。”
小狗汪汪说：“狐狸爷爷，您说的有点儿难懂。”
狐狸爷爷接着说：“力不是凭空产生的，一定有物体对另一个物体作用，这个过程中才会产生力。任何一个力产生了，就一定会有施力物体和受力物体，单独一个物体是不能产生力的。”
皮皮说：“我用手拉弹簧就产生了拉力，所以我的手是施力物体，弹簧是受力物体，对吗？”
小狗汪汪说：“肯定对呀！反过来说，如果没有弹簧这个物体，就不会有拉弹簧的这个力。”
力的作用是相互的
狐狸爷爷说：“汪汪说得对，但力的作用一定是相互的，两个物体在产生力的过程中，互为施力物体和受力物体。”
“您说的我不懂。”小熊迷惑地挠了挠头，皮皮和小狗汪汪赞同地点了点头。
狐狸爷爷见他们不懂，于是站起来问：“你们刚才提石锁，是不是手给了石锁一个提拉的力？”
“是啊！”
“那你们有没有感觉到石锁也在用力拉你们的手？”小熊和皮皮想了想，确实如此，于是都点了点头。
“你们的手给石锁一个向上的拉力的同时，石锁也给了你们的手一个向下的拉力，这两个力，同时产生同时消失，大小相等，方向相反，这叫作作用力与反作用力。来，你们看！”狐狸爷爷指了指吊在树枝上的沙袋，“树枝通过绳子给沙袋施加了一个向上的拉力，这个力将沙袋吊了起来。同时沙袋也通过绳子对树枝施加了一个向下的拉力，你们看，沙袋向下把树枝拉弯了！”大家抬头一看，果真如此。小熊把沙袋向上托了托，大家看到向下弯曲的树枝平直了许多。
“皮皮，来，用力打这棵树一拳！”
“好嘞！哎哟，好痛！”
狐狸爷爷说：“皮皮给了树一个力，树也给了皮皮一个大小一样的反作用力，所以皮皮的手被这个力弄痛了。”
皮皮用力打了小狗汪汪一拳，然后迅速跑开了。
小狗汪汪说：“你打我干吗？乘我不备，想占我便宜呀！”
皮皮说：“按爷爷讲的，我打你用了一个力，同时，你反过来也会给我一个一样大的力，所以我并没有占你的便宜呀！！”
小熊说：“你说得好像有道理，可是，我感觉有点儿不对劲。”
狐狸爷爷说：“作用力和反作用力虽然确实一样大，但是碰触的身体的部位不一样，产生的效果也就不一样。比如，你用拳打人家的脸，拳头能受得了这个大小的力，可脸却受不了。”
小狗汪汪说：“原来是这样！以前我们不知道，原来力这个东西藏着的学问还挺深的。狐狸爷爷，请问每个力都有反作用力吗？”
“是的，每个力都有反作用力，大小相等，方向相反，作用力和反作用力同时产生同时消失，这是自然界的规律。”
力的作用效果
小狗汪汪问道：“狐狸爷爷，您刚才为什么说，拉开拉力器的次数同样多则力气差不多大的说法是不对的？”
狐狸爷爷说：“比较力的大小就要比较它们的作用效果。”
皮皮问：“什么是力的作用效果？”
狐狸爷爷说：“皮皮，你给弹簧一个拉力。”皮皮听话地用力把弹簧拉长了一点儿。
“看到了吗？弹簧的形状改变了。力的第一个效果是可以使物体发生形状的改变。你们再来看！”狐狸爷爷顺手把一根垂下的树枝用力掰弯，树枝的形状改变了。
这一点很好理解，大家纷纷点头。
“我们可以用同一物体发生形变的程度来衡量力的大小。你们看，皮皮虽然拉开了拉力器，但是弹簧只伸长了这么一点儿。来，小熊，你来拉开拉力器。”
小熊拿过拉力器用力一拉，四根弹簧足足伸长了20厘米。
“看到了吗？小熊使弹簧形变的程度更大，所以小熊力气更大。用拉力器来比较力氣大小时，不能比拉开次数。同样是拉开弹簧，谁的两臂展开距离长谁的力气大。”
“我明白啦！我还以为只要把拉力器拉开，那大家的力气就都一样大呢，哈哈！”小狐狸皮皮笑着说。
“弹簧受到的拉力越大，就伸得越长，人们根据这个原理制作了弹簧测力计，可用来测量拉力的大小。”
皮皮问：“爷爷，咱家有弹簧测力计吗？”
“有哇，回去后我拿给你看。对了，力还有一个重要效果，你们想知道吗？”
“当然想知道了！”三个小伙伴齐声说道。
“那好，我来告诉你们。首先，我要问小熊一个问题。小熊，你拴那两个球是干什么用的？”
“打呀！两个球不断来回摆动，我可以通过击打它们，练习对敌时的反应速度，练习身法步法。您稍等，我表演给您看。”说罢，小熊跑到两个悬球那儿一阵拳打脚踢，一番辗转腾挪，两个球不断弹回来，又被他不断击打出去。
“好好，真是手疾眼快！”皮皮和小狗汪汪喝起彩来。
终于，小熊结束了表演，两个球还在空中不断荡来荡去。
狐狸爷爷说：“你们看到了吗？力可以改变物体的运动状态，力可以把球从静止变为运动，也可以把它由运动变成静止，还能让它向某个方向加速或减速。物体运动速度的改变，运动方向的改变，统称为改变了运动状态。”
“哦，原来如此！”皮皮说。
小狗汪汪：“我还没有很明白。”
小熊说：“你来看，我用力打沙袋一下，它就会由静止变为运动。”说着他水平打了沙袋一拳，沙袋向前方运动了。
“再来看，我又给它一个力，让它静止。”说着小熊两手抓住荡过来的沙袋，让沙袋停了下来，“这就是力的另一个作用效果，改变物体的运动状态，你明白了吗？”
终于，小狗汪汪点头了，看来他弄明白了。狐狸爷爷看着三个小伙伴，捋了捋胡子，欣慰地笑了。
狐狸爷爷的课堂：
什么是力？力是物体对物体的作用。
力的作用是相互的，单独一个物体不能产生力的作用。两个相互作用的力大小相等，方向相反，同时产生，同时消失。
力有两种作用效果：一种是改变物体的形状，一种是改变物体的运动状态。
物体运动状态的改变包括：物体由静止变为运动，由运动变为静止，速度大小发生变化，运动方向发生变化。
（编辑 乖乖隆地洞）
