周大華　曹詠祺

電影《星球大戰(zhàn)》，相信你就算沒看過，也略有耳聞——擁有著神秘力量的原力，還有使用原力控制的光劍，神奇得讓人羨慕。而我們生活中，其實(shí)就充滿著各種各樣的力。它們真實(shí)存在，物理學(xué)家卻捉摸不透。很多時(shí)候，它們比原力還要神奇。

力，是我們這個(gè)世界最基本的屬性之一。但是，力不屬于基本物理量，我們不能直接測(cè)量它的大小，只能通過各種現(xiàn)象來認(rèn)識(shí)它。

力，一直在你身邊

生活中，與力相關(guān)的現(xiàn)象隨處可見。很多時(shí)候，各種各樣的力就在你的身邊，你也在利用各種各樣的力。工程師們也是如此，他們將各種各樣的力利用起來，讓我們的生活變得更為便利。

1 水電站，你的電從哪里來——重力

水往低處流。在一條小溪里，水流的能量有限。但在大江大河里，重力會(huì)讓上游的水流帶著巨大的能量涌向下游。這個(gè)過程中，水輪機(jī)的葉片被奔流不息的水流推動(dòng)，從而旋轉(zhuǎn)起來，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行，產(chǎn)生源源不斷的電能。因此，水電站通常會(huì)選在水流充沛，上下落差較大的地方——重力可以賦予水流更大的能量。這是重力最大規(guī)模的應(yīng)用之一。

利用重力產(chǎn)生能量，不止水流可以，掛個(gè)重物也可以哦！目前，我國江蘇正在投入重力儲(chǔ)能項(xiàng)目。簡單來說，就是先將重物懸掛在高100 多米的地方，到需要的時(shí)候，再把它放下來，能量就來啦！據(jù)悉，每次放下就能產(chǎn)生約10 萬度電，非常適合高峰期的電力調(diào)控。

2 汽車，你別那么顛——彈力

每天乘坐公交車上學(xué)放學(xué)的你，相信已經(jīng)習(xí)慣了公交車的平穩(wěn)。許多年前，乘坐汽車可不是這樣的，能把屁股都顛疼，直到汽車減震的出現(xiàn)，才改善了這一狀況。汽車減震的結(jié)構(gòu)利用了彈簧的彈力——當(dāng)汽車經(jīng)過顛簸的路面產(chǎn)生震動(dòng)之后，底盤上的彈簧就會(huì)產(chǎn)生形變，從而吸收掉部分震動(dòng)。雖然形變的彈簧接下來要恢復(fù)原狀，但聰明的工程師還配套安裝了抑制彈簧形變的裝置。這樣一來一回，將原本一次性的大幅“震動(dòng)”變?yōu)閺椈啥啻涡》罢駝?dòng)”，路面的顛簸就會(huì)被減弱，汽車就變得平穩(wěn)不少了。

要是不抑制彈簧的形變，那汽車就得變成蹦床?？赡苣阋搀w驗(yàn)過，在蹦床上輕松就能一躍而起，是彈力在讓你體會(huì)飛翔的感覺。

3 冰刀，你要起飛嗎——摩擦力

跑步的時(shí)候，遇上雨天濕滑，就快不起來了。因?yàn)榕懿叫枰c地面較大的摩擦力才好。而在冰面上，人更是很難跑起來的。

可是，為什么短道速滑運(yùn)動(dòng)員一穿上冰刀，在冰面上蹬兩腳，就有一種要起飛的感覺??？其實(shí)，在冰面上有一層過渡層，冰刀的刀刃可以嵌入里面，而里面的冰水混合物就像一個(gè)個(gè)輪子一樣，承載著冰刀。在宏觀上，運(yùn)動(dòng)員看起來是滑動(dòng)；但在微觀上，冰刀下面就像是有輪子，當(dāng)然快得像要起飛啦！

從效果上來看，常見的還有浮力、推力、大氣壓力、液面張力和空氣阻力等，它們?cè)谀愕纳磉厽o處不在，帶來了很多神奇的應(yīng)用，就如同《星球大戰(zhàn)》的原力那般。

不過對(duì)于物理學(xué)家而言，“原力”又有所不同了……

物理啟蒙

八年級(jí)物理下“力”

力的大小、方向、作用點(diǎn)叫作力的三要素。

原力，在物理學(xué)家身邊

不管是這樣的力或是那樣的力……其實(shí)對(duì)于物理學(xué)家而言，這個(gè)世界只有四大基本力，分別是引力、電磁力、強(qiáng)力和弱力。它們，才是真正的“原力”——“原力，將整個(gè)銀河系連在一起”。

1 引力：宇宙的維序者

引力，或許你以為指的就是讓蘋果掉落在牛頓身上的重力。其實(shí)，牛頓也是站在哥白尼、開普勒和伽利略等偉人的肩膀上，才提出了萬有引力定律。但它不只是地球上的重力，而是“任何兩個(gè)物體之間都會(huì)產(chǎn)生引力”。

引力，維持著整個(gè)宇宙的秩序， 如同一雙看不見的手，把星球、星系乃至整個(gè)宇宙緊緊相連。正是這股神秘的力量，使得衛(wèi)星繞著行星運(yùn)轉(zhuǎn)，行星繞著恒星運(yùn)轉(zhuǎn)，恒星在星系之中互相拉扯，構(gòu)成了宇宙的壯麗畫卷。

2 電磁力：電與磁的盛宴

電磁力，說起來就要神秘一些了——你搭過積木城堡吧？它是由一塊塊積木搭建的。而你可以假想，所有物體都是由一個(gè)個(gè)粒子搭建的。其中，有些粒子是帶電的，粒子的運(yùn)動(dòng)又形成了電流。電磁力，指的就是電荷或電流產(chǎn)生的相互作用力。

帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)都會(huì)受到力的作用，這就產(chǎn)生了一些奇妙的現(xiàn)象，比如電場(chǎng)可以使得磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)也可以使線圈發(fā)電。利用這一原理，工程師發(fā)明了發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，讓電力和磁力互相轉(zhuǎn)化，解放了大量的體力勞動(dòng)，使得生產(chǎn)效率大大提高。這讓人類社會(huì)飛速發(fā)展，從蒸汽時(shí)代進(jìn)入了電氣時(shí)代。

3 強(qiáng)力：黏合粒子的膠水

剛才，你已經(jīng)想象物體是由一個(gè)個(gè)粒子搭建組成的。以前，原子被認(rèn)為是最小的粒子。后來，又發(fā)現(xiàn)原子是由更小的粒子組成的，比如質(zhì)子、中子和電子。到這里，你可能有疑問了：搭積木組模型要用到膠水，那搭建原子呢？

答案就是強(qiáng)力。強(qiáng)力，像膠水一樣，將質(zhì)子和中子等緊密地綁定在一起，使得由粒子組成的物體不會(huì)突然散架。它是宇宙中又一個(gè)基本力。

4 弱力：微觀世界的神秘力量

顧名思義，弱力比較弱小，僅為強(qiáng)力的十萬億分之一，聽起來微不足道。但其實(shí)，它在微觀粒子的層面上卻舉足輕重。它涉及粒子的一些變換過程：比如粒子也會(huì)慢慢變老的，也就是衰變；再比如，太陽內(nèi)部的粒子發(fā)生劇烈反應(yīng)，也就是核聚變……

另外，科學(xué)家們也在宇宙射線的生成過程發(fā)現(xiàn)了“弱力”。不過至今為止，人類對(duì)于弱力的研究依然處于非常前期的階段。它太神秘了！

比原力還神奇

讀到這里，你是不是也覺得，這個(gè)宇宙的力，其實(shí)比“原力”還要神奇！力，它既常見又抽象，大到涵蓋天體宇宙的運(yùn)行，小到操控微觀粒子的組成和演變。通過利用各種身邊的力，人類社會(huì)得到了長足的發(fā)展。倘若有一天，我們能將四大基本力徹底掌控，或許，整個(gè)宇宙都將真正屬于人類。