气球落在钉板上不会破是真的吗？

河北省涉县鹿头中学 李树兵

中央电视台财经频道有一档节目《是真的吗？》，其中一期节目中给出的问题是：把气球灌满水，从高处自由落在钉板上不会破，是真的吗？我马上把这个视频转给我的物理兴趣小组同学，同学们展开了激烈讨论。到底会破吗？这其中有什么道理呢？

【问题分析】一组同学认为会破，因为平常生活中一个气球别说灌上水从高处落下，就是稍微挨一下尖锐的东西都会破；另一组同学认为不会破，因为物理课本上讲过，压力的作用效果取决于两个方面：力的大小和受力面积，如果钉板上的钉子足够多，就相当于增大了受力面积。

【设计实验】采用控制变量法做三组实验：实验一：用多个相同的气球灌相同质量的水，从同一高度落在不同的钉板上，观察实验现象；实验二：用多个不同的气球灌相同质量的水，从相同高度落在钉子数目均为150 的钉板上，观察实验现象；实验三：用多个相同的气球，从不同的高度分别落在相同的钉板上，观察实验现象。

【材料准备】取边长为20 cm 的正方形木板4 块，分别标记为A、B、C、D，在A 木板上钉10 颗钉子，B 木板上钉50 颗钉子，C 木板上钉100 颗钉子，D 木板上钉150 颗钉子；取质量不同的气球若干。

【实验记录及结论】实验一记录：

实验结论：在其他条件相同时，钉子数目越多，气球越不容易破。可见，当钉子达到一定数量后，气球从一定高度落在上面是不会破的。

实验二记录：

实验结论：气球破与不破还与气球的质量有一定关系。

实验三记录：

实验结论：在其他条件相同时，气球落下的高度越高，越容易破。

【实验解释】综上所述，气球破与不破主要跟钉板上的钉子数目有关。钉子数目越多，接触面积越大，在压力相同的情况下，压强越小，气球越不容易破。但在钉子数量及其他条件相同时，气球破与不破还与气球本身的耐压程度有关。

【拓展迁移】河北是杂技的故乡，杂技表演除了演员具有高超的技艺外，实际上在一些节目中也运用了压强与受力面积和压力的关系，如上刀山、胸口碎大石、踩钉板等。还有在电视剧《长征》中，过草地泥潭时大家爬着过，也是通过增大受力面积来减小压强的。