冰刀的秘密

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  在上一期的栏目中,我们了解了雪花和冰晶的秘密,还指导大家做了用冰块堆塔的小实验,你有没有成功呢?冬天,真的是一个让人着迷的季节,正因为有了冰和雪,我们才拥有了在这个季节里独特的体验。“呵气成霜”“滴水成冰”,听起来固然有些令人生畏,但谁又能拒绝美丽的雪雕和冰雕艺术呢!还可以打雪仗、滑雪橇,更不用说那些刺激的冰上运动了。在刚刚过去的冬天里,你有没有亲近冰与雪呢?
  从冰雪运动说起
  刚刚落下帷幕的2018年平昌冬季奥运会,是冰雪运动的盛典,运动员和观众们的热情足以将这个冬季点燃。你最关注的是哪一项赛事?自由式滑雪、单板滑雪、冰球、冰壶、速度滑冰、花样滑冰……优雅的、刺激的、团队协作的,每一项运动都有其中的学问。今天,我们就共同关注一下滑冰吧!
  滑冰是冰雪运动中历史最为悠久的项目,早在1763年2月,英国首次举行了速度滑冰的比赛,而最早的速度滑冰世界冠军赛是1889年在荷兰举办的。在我国,早在宋代就有了滑冰运动,称之为“冰嬉”,包括速度滑冰、花样滑冰和冰上杂技等。近现代,随着冬季奥运会的发展,这项穿着冰刀的运动在很多国家流行起来,即便冬天没有冰冻的地区,也会为滑冰爱好者们提供专门的运动场馆。运动员穿着冰刀,在冰面上风驰电掣,或者配合音乐跳跃、旋转,这感觉一定非常美妙。
  冰刀与摩擦力
  在冰面上滑行是冰上运动的基础,因此就要想方设法减少摩擦力。速度滑冰、花样滑冰、冰球这三項运动都离不开冰刀。冰刀就是装在冰鞋底下的钢制刀状物,分为速滑冰刀、花样冰刀和冰球冰刀。三种冰刀略有不同,但原理却是相同的,那就是尽量减少摩擦力。
  采用金属与冰面接触,自然是为了减少摩擦力,另外减小接触面积也是这种目的。冰刀的刀刃很薄,这样刀刃与冰面的接触面积就很小,即便是刀刃最长的速滑冰刀,与冰面的最大接触面积也不到10平方厘米。这么小的接触面积,运动员穿着冰刀鞋站在冰面上,还要用力蹬冰,这样就在冰面上产生很大的压强。
  这时,奇妙的事情发生了,强大的压强使冰的熔点降低了,冰刀接触的冰融化成水,这就使冰刀与冰面之间的摩擦力又大大降低了,使前进的路线更加润滑。
  一起来动手
  下面,我们就一起来动手,体验一下压强对冰的作用吧!
  实验用品:冰箱里冻冰块的托盘、两个易拉罐、一段细金属丝、一块重物
  实验步骤:
  1. 把冰块托盘中的分格器取掉,在托盘里盛满水,放入冰箱的冷冻室冻一夜。
  2. 第二天,把冰块从托盘中取出,把它放在两个易拉罐上。
  3. 把细金属丝系在冰块中央,再把一个重物挂在冰块下方的细金属丝上。
  接下来就请仔细观察。在重物的作用下,细金属丝在冰块上产生了较大的压强,使它下面的那部分冰融化了。金属丝慢慢向下走,直至切割了整个冰块。当冰块被全部切割之后,它会断裂吗?
  令人吃惊的是,金属丝彻底切过冰块,但冰还是完整的一块。原来金属丝所过之处,冰融化成水,随后由于冰块内部的温度在冰点以下,所以水又重新凝结成冰了。是不是很神奇?据说,用舌头舔冰,会把舌头冻在冰上,就是这个原理!当心,可千万不要尝试哦……如果你真的明白了这个原理,就会知道,舌头真的会冻上的!
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