力的作用——“飞将军”巧射石虎

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力的作用——“飞将军”巧射石虎

2017-01-03 作者: xuzhiping 浏览: 2129 次

摘要: 西汉名将李广骁勇善战,骑术和箭法都极为高超。由于军功卓越,他被任命为右北平郡太守,负责对匈奴族的边防。他杀敌英勇,敌人闻风丧胆,匈奴畏服,称他为“飞将军”,连年不敢再发兵南侵。 边患虽然宁息下来,但是,在北平地带,燕山蜿蜒,草木茂密,常有猛虎出没其间,伤害人畜...

西汉名将李广骁勇善战,骑术和箭法都极为高超。由于军功卓越,他被任命为右北平郡太守,负责对匈奴族的边防。他杀敌英勇,敌人闻风丧胆,匈奴畏服,称他为“飞将军”,连年不敢再发兵南侵。

边患虽然宁息下来,但是,在北平地带,燕山蜿蜒,草木茂密,常有猛虎出没其间,伤害人畜。为了除灭虎害,李广不辞辛劳,冒着危险,亲自出动猎杀。

一个月黑风高的夜晚,李广又出去猎虎。他和随从军士搜索行进,接近了一大片黑黑的大树林。猛然,一阵凉风掠过,树叶纷纷坠落。李广警觉起来,定睛望着一个隐僻角落,见到茂密的草丛里,伏着一个黑影,一动也不动。李广暗想:“这无疑是一只伺机伤人的猛虎。”于是,挥手示意人们隐蔽起来,自己搭好箭,认定目标,不偏不倚地射了过去,只见火星溅射,同时,耳边传来重重的金属和石块的撞击声。大家奔上去验看猎物,原来射中的并不是猛虎,而是块青色的卧牛石,李广射出的箭镞,则深深地钻进石缝里。大家对飞将军的神力和技艺,赞叹不止,无不现出惊讶的神色。

这个故事中,箭镞能深深钻入石缝中,说明李广射出的箭速度极高,具有很大的动能,当我们仔细地观察用来射箭的弓时,可发现它只不过是由一根弯曲的竹片和一根结实的弓弦组成,那它为什么能把箭以那么快的速度发射出去呢?而假若让一个十分强壮的人用手去投掷一支箭时,箭非但投不了多远,而且速度很慢,根本没有杀伤敌人的威力。难道是竹片的力量比人的力气还大吗?显然不是,因为强壮的士兵甚至可以把弓拉断!

其实,这一看似不可理解的问题,我们只要运用曾经学过的物理学知识就可以得到解释。牛顿第二运动定律指出:物体所产生的加速度a与所受的力F成正比,与其质量m成反比。

即:\(a = F/m\)

当一个强壮的士兵空手投掷一支箭时,他的肩膀、手臂、手 腕等部位都在使劲发力,所产生的力F不可谓不大。但是,这个力不仅在把他手中的箭往前推送,同时使他的手、手臂、肩膀乃至于整个上半身都在向前运动。实际上,在以上的公式中的物体质量m已经不仅仅是一支箭的质量了,而是箭的质量加上向前运动的手臂和身体的质量了。这样一来,所产生的加速度\(a = F/m\) 就很小了。因为箭是握在手中的,所以箭所获得的加速度就是手所获得的加速度,所以飞出去的速度也很小。

而当利用弓箭发射箭的时候,弓体所产生的弹力虽然不如人的手臂和上身产生的力大,但弓弦和箭的总质量很小,因此箭所获得的加速度就很大,能以高速飞出,威力比用手投掷大得多, 这就是为什么聪明的古人用弓箭作战的原因。

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