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于 30 公斤重的杠铃，于是举重项目纪录要翻上几番；由于人本身的重量也减
轻了，跳高、跳远的纪录也都将刷新纪录。
但是，也有的项目难以刷新纪录。比如游泳，月球上根本没有水；又如
自行车比赛，月球上土质疏松，无法依靠摩擦力而使自行车飞驰。
当一次相扑运动员
日本的相扑可称为一绝，世界上像这样斯文的格斗固然少见，就是相扑
运动员的身材也实在令人惊叹。
你是否想领略一下相扑运动员自身的体验？那么，如果你能到木星上，
你就会成为一个名副其实的相扑运动员。比如，你的质量是 60 千克，在木星
上，你的体重将会是多少呢？（木星的质量是地球的 320 倍，木星的直径是
地球的 11 倍）
答：根据万有引力的公式：
F = f m·M
（1）
r2
由此，地球上的引力（即物体所受到的重力）：
F1 = mg1 = f m·M1 （2）
R1 2
其中，M1为地球质量，r1为地球半径，g1为地球表面的重力加速度。
相应的，对于木星
F2 = mg2 = f m·M2 （3）
r2 2
其中，M2为木星质量，r2为木星半径，g2为木星表面的重力加速度。
由（2）、（3）式，得：
g2 = M2 ·（r2 ）2
r1
g1 M1
M2 r1 1
已知： = 320 ， =
M1 r2 11
g2 1
所以，
g1 = 320（11）2 = 2。65
又 g1＝0．8 米／秒 ，故 g2＝26 米／秒
2 2
木星表面你所受到的重力将是
F2＝mg2＝60×26＝1560 牛顿
这个数值大致相当于相扑运动员在地球表面上所受到的重力大小。
当一次宇航员
尽管宇宙空间已经有人捷足先登，但是人人都成为宇航员还是一件困难
的事。那么有没有办法在地球上造成一种模拟的环境，来重现宇宙中失重的
情况，使人可以体验一下失重的心境和感觉呢？发挥你的想象提出一个方
案，且不去考虑需花费多大的代价。
答：失重模拟是非常困难的。因为在地球上，人始终受到地球引力的支
配。但是，可以找到近似的模拟，或许只有较短的时间来体验失重的感觉。
至少有以下三种方案：
（1）建造一个高 500 米的竖井，可以使舱室从 500 米高处自由落下，当
然在井的底部要考虑水或弹簧的缓冲。由于人随着舱室做自由落体运动，
使其体验到失重的感觉。根据h = gt2，大约可经历短暂的10秒钟。
1
2
（2）建造一个大的中性浮力槽，所谓“中性”是指槽中液体的比重正好
与穿着宇航服的宇航员的比重一致，这样宇航员在水中的行动就犹如在太空
中的行动。
（3）如果你体质非常好的话，可以做一次高空跳伞，在最初阶段不要张
伞，当速度达到一定限度后，空气的浮力与重力平衡，正如空中体操或空中
漫步，那时的感觉就是失重的感觉。
化险为夷
1996 年 5 月 10 日的《北京晚报》登载了如下一则消息：本报讯，5 月 9
日下午，一位 4 岁小男孩从高层塔楼的 15 层坠下，被同楼住户在下边接住，
幸免遇难。
这天下午，家住六里屯 4 号 15 层的刘某出门去倒垃圾，一不留神装有撞
锁的门“咣 ”一声反锁上了。刘某未带钥匙开不开门，时间一长，屋里淘
气的 4 岁小男孩急了，他走到阳台哭闹，随后又骑坐在阳台上。此景被住在
同幢一楼的住户任志庆发现，未等说话，孩子已从高楼坠下。在这危急时刻，
任志庆毫不犹豫地冲上前去用双臂去接。在巨大的冲击力下，孩子被接住后
又坠落在地。后送儿童医院检查，小男孩左大腿骨折和轻微脑震荡，现已脱
离危险。任志庆眼睛负伤，鼻梁骨被砸裂，一只胳膊骨折。当笔者向孩子的
母亲问及此事时，这位母亲泣不成声地说：“多亏了楼下这位好邻居，孩子
伤好后，我要带他去认这位‘再生之父’，记住这救命之恩。”
假设每层楼的高度是 2．8 米，这位青年从他所在的地方冲到楼窗下，需
要的时间是 1．3 秒。按照物理中自由落体运动的规律，4 岁小男孩从 15 层坠
下，下落高度大约是 39．2 米，下落时间大约是 2．8 秒，减去这位青年从他所
在的地方冲到楼窗下所需的时间 1．3 秒，要求这位青年的反应时间不能超过
1．5 秒，才能勇敢地化险为夷，你说对吗？
打滑梯中的学问
一群小朋友，一天去公园打滑梯。由于小朋友有男的、有女的、有胖的、
有瘦的，体重不同，质量也不同。你猜猜看，他们要是都从滑梯上滑下，由
于他们经常打滑梯，熟练极了，无论用什么姿势都能打，坐着打、立着打、
躺着打等，都能顺利滑下。他们滑下的时间相同吗？是不是有人滑得快，有
人滑得慢？跟打滑梯的人站、坐、躺的姿势有关吗？
这个问题确是物理学中典型的斜面问题。小朋友们打滑梯，等于一物体
沿斜面滑下。假设斜面的长为 s，斜面的倾角为θ，斜面上物体的质量为 m，
物体和斜面间的滑动摩擦系数为μ。因此，物体的平行斜面方向上的合外力：
F = mgsinθ mgcosθ
沿斜面方向合外力产生的加速度，根据牛顿第二定律为：
a = F = gsinθ gcosθ
m
物体由静止沿斜面从顶端滑到底端所需的时间为：
t = 2s = 2s
a gsinθ gcosθ
因为 s、g、θ、μ不变，则 t 也不会变。
因此，只要滑梯的长度 s 相同，滑梯的倾角θ相同，同一地点的 g 值相
同，不论小朋友是站着滑、坐着滑、躺着滑等，只要小朋友跟滑梯间的滑动
摩擦系数相同，那么下滑时间、下滑快慢，跟小朋友的质量无关（或体重无
关），跟滑梯的接触面积无关。
摔不倒的小丑
每当看马戏表演时，我们都被台上的小丑逗得哈哈大笑。一顶尖帽子、
一双大皮鞋，以及在台上前仰后合，醉态百出，总像要摔倒的样子，可却总
也摔不倒。这里有什么奥妙？
小丑之所以摔不倒，主要是他的那双大皮鞋保护了他。小丑的鞋很大，
无论他如何跌撞，重心的垂直线都在鞋的支撑面范围内，或者说是在两只脚
之间的连线内。这就保证了小丑的全身（包括衣服、鞋等物）的重力，在竖
直方向的作用线始终都落在一个可靠的支撑面范围内。
两条成语
有两条成语，我们都不以为然、习以为常，而并不去仔细琢磨。那就是
“咬紧牙关”和“一发千钧”。实际上还真有科学根据。
人每天要吃饭咀嚼，所以咀嚼肌会伴随人的一生不停活动。它也是人体
中最强的肌肉。据测量，咀嚼肌收缩时可以负担 800 牛顿的力。正因为如此，
杂技演员表演各种高难度的动作，比如空中用牙叼人，或者叼花倒立，只要
“咬紧牙关”，他（她）就可以承担一个人的重量。
无独有偶，《红灯记》里李玉和在敌人面前是“铁嘴钢牙”，闭口不吐
密电码，也正是发挥了共产党员咀嚼肌肉的功能。
说到“一发千钧”，你可以找一根与头发丝粗细相仿的细铜丝比较一下，
把它们拉断几乎要用相同的力量，可见，头发丝是相当结实的。正因为如此，
在古代战争中，利用妇女的头发编成绳子，拉战车、系吊桥，起了巨大的作
用。
妇女的长发非常珍贵，既柔美又坚韧。假如头发非常长，岂不更稀贵了
吗！据《吉斯尼世界记录》记载，美国的黛安妮的头发竟长 3 米多。然而世
界上头发最长的人并不是妇女，而是男人。我国四川的吴华银老人，他蓄发
56 年，头发已长达 3．84 米。
一指禅
海灯法师的绝招“一指禅”，能用一个手指倒立，支承全身的重量。小
福子看得入了迷，他想：假如，海灯法师左右手指都能“一指禅”，那么是
否能找到海灯法师的重心？
你一定以为这很简单。当右手一指倒立时，从手指接触地的那一点向上
引一条竖直线；再当左手一指倒立时，也从手指接触地的那一点向上引一条
竖直线。这两条竖直线相交的那个点，就是海灯法师的重心。
这个回答不全面，这样求出的重心只能说是海灯法师倒立时的重心，或
者也可以说是海灯法师直立时举着一个胳臂时的重心，（因为这两种方式海
灯法师的形状是一样的，只是方位变化了，而重心只跟形状有关。）这样求
出的重心并不等于正常站立时