處處留心皆學問

周杰

摘 要：這篇文章講述了兩件事：剛開始接觸到角速度、線速度、向心加速度、平拋運動、斜拋運動等抽象的物理學概念時，確實讓人暈頭轉(zhuǎn)向;經(jīng)過一段認真的綜合分析，終于分清楚了這三個“速度”概念的異同，就編造了一道選擇題與同學們交流，更加深了對這些抽象概念的理解。隨后又從古戰(zhàn)場使用的拋石機受到啟發(fā)，聯(lián)系電路有串聯(lián)、并聯(lián)，火箭推進器也在使用混聯(lián)增大推力，就提出：導彈也可以在不同高度發(fā)射彈頭、走馬捎帶打擊敵方遠近不同的軍事目標，我把它叫做串聯(lián)發(fā)射，跟已經(jīng)成功使用的多彈頭發(fā)射構成混聯(lián)，讓敵人猝不及防。

關鍵詞：角速度;線速度;速度合成;串聯(lián);并聯(lián);混聯(lián)

上小學時老師就經(jīng)常講，應該養(yǎng)成一種‘處處留心、認真觀察的良好習慣，對你們的一生都非常重要，我并沒有太在意。在初中的物理課學習過程中，逐漸了解到一些科學技術的新發(fā)現(xiàn)、新創(chuàng)造，往往都是源自于一些不經(jīng)意間的細節(jié)：據(jù)說牛頓是因為蘋果砸到頭上，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律;瓦特是看到水開時壺蓋會上下跳動發(fā)明了蒸汽機，開創(chuàng)了工業(yè)文明時代;奧斯特在做電流實驗時，偶爾發(fā)現(xiàn)放在旁邊的小磁針會轉(zhuǎn)動，確立了電磁感應的規(guī)律，法拉第采用逆向思維的方法，堅持尋找把磁變成電的方法，最終發(fā)明了發(fā)動機，給我們開啟了如此美妙的電氣化時代的大門。

潛移默化之中讓我謎上了物理學，開始慢慢養(yǎng)成對知識精雕細琢，敢于發(fā)揮想象、通過推理拓展創(chuàng)新的思維習慣。這篇短文就記述兩件這方面的小事。

一、一道有趣的選擇題

升入高一下期，《物理》課講授知識的吸引力，很快就讓我著了迷，尤其是那些新的概念和術語，簡直弄得人眼花繚亂、不知所措。比如角速度、線速度，自由落體、平拋運動、斜拋運動，向心加速度的兩個公式，竟然一個正比、一個反比于半徑R。

雖說一時間確實讓人有點暈頭轉(zhuǎn)向，根據(jù)自己不服輸?shù)男愿瘢@些就又成了催人奮進的力量源泉。我暗自下定決心：先從徹底弄清楚這些成對概念與公式的異同開始，打下一個扎實的基礎，立志要學好物理以實現(xiàn)自己埋在心底的夢想。

興趣總能幫人擠出點時間，就是在往返于到餐廳的路上，我都會結合這些新概念提出一些不同想法，跟同學們討論、爭辯，兩周后根據(jù)自己的心得，就湊合出一道有趣的選擇題：

有一口很深很深的井，從井的中心丟下一個鐵球，落地時應該——

A、還在中心 ? ?B、偏東 ? ?C、偏西

同學們的意見多數(shù)傾向于A——理由是鐵球下落的過程中，總是在沿著地球的同一條半徑運動，地球轉(zhuǎn)動的角速度固定不會改變，所以落地點就‘還在中心。

少數(shù)人傾向于選C——他們認定鐵球是離開地球在空間中下落，應該與地球分開來看;對鐵球應該依據(jù)自由落體公式，判為豎直下落，地球卻在自西向東轉(zhuǎn)動，所以落地點就應該偏西。雖說下落距離有限，很難測量出來;理論上卻應該就是這樣、偏西。

我自己認為正確答案應該是B——依據(jù)是：鐵球離開地球在空間中下落的過程，屬于平拋運動。沿豎直方向是自由落體，選A雖有道理，卻忽略了鐵球在水平方向上同時也有位移。這一道題的要點問的是水平位移，就該依據(jù)水平運動的速度做出選擇。假設落地點O到地面N點之間、有一點M，N點的轉(zhuǎn)動半徑就一定大于M，二者的線速度vN>vM、在相等的時間內(nèi)通過的水平距離就該是lN>lM。所以我認定B是正確的。

二、拋石機給予的啟發(fā)

在電影、電視上都可以看到古人使用拋石機，阻攔、打擊遠方敵人的場面，其實不就是應用杠桿原理，加大阻力臂的長度，增大石塊拋出去的初速度，讓石塊飛的更遠以避免敵人接近自己的防御工事，用來保護自己人安全的技術性創(chuàng)造。古人就能夠想到應用這些機械原理于戰(zhàn)爭，同學中間卻還有人連杠桿原理都搞不懂，人與人之間天生的素質(zhì)差異，確實是太大了。

學過角速度、線速度的知識后，我就想：如果在拋石阻力臂上的不同位置放上石塊，只需要一次性的拋射，不就可以同時打擊縱深不同的敵人了嘛！由此讓我聯(lián)想到彈道導彈，如果借用這種原理，就有望出其不意地突破敵人的導彈攔截系統(tǒng)，打他一個猝不及防。

具體地講就是，電能的利用有串聯(lián)、并聯(lián)之分，效果大不相同;火箭推進器的組合，開始時使用的是串聯(lián)，后來發(fā)現(xiàn)如果超過三級就難以控制，為了繼續(xù)增大推力，就發(fā)展出現(xiàn)在通用的串聯(lián)、并聯(lián)混合使用的形式——為什么彈頭的發(fā)射，就不能借鑒這些成果，也搞它個混聯(lián)發(fā)射呢？

上小學時就學過一篇既賣矛又賣盾的故事，實際上這個故事同時還告訴我們：為了能夠打贏戰(zhàn)爭，人類就不斷地對矛或盾在進行著創(chuàng)造性的改良，同時就促進了科學技術的迅猛發(fā)展。

為了突破對方的導彈攔截，就又發(fā)展出多彈頭同時發(fā)射、飛向不同方向的技術;但是，如果在你還未發(fā)射彈頭之前的飛行過程中就遭到攔截，多彈頭不是也就同歸于盡了嗎？

如果能夠?qū)崿F(xiàn)串聯(lián)發(fā)射，也就是說在火箭飛行過程中的不同高度多次發(fā)射，對方就肯定不可能全部予以攔截。比如射向美國的洲際導彈，剛升空不久就發(fā)射一顆飛向關島的彈頭;在另一個高度再發(fā)射一顆飛向夏威夷的彈頭;而對方探測到你發(fā)射的導彈是飛向美國本土，聚精會神要把它攔截在本土之外，你卻走馬捎帶了關島和夏威夷軍事基地。即使被攔截到，也可以重創(chuàng)對方的軍力部署。

要想實施這種間歇性的串聯(lián)發(fā)射，技術上肯定會有不少難題需要解決;但是僅僅依據(jù)從高一物理課本上學到的知識，從基本原理上講似乎已經(jīng)沒有太大的漏洞。