互动科普

一般家里餐桌或茶几上常会铺一块桌布，上面摆放着茶杯、茶碗、托盘等茶具。有时一不小心拖动了桌布，玻璃器皿或瓷器掉到硬邦邦的地上，后果可想而知。有没有想过，在抽动桌布时，怎样才能让上面的茶具不掉下来呢？

确实，在有些情况下，拉动桌布茶具是可以不掉下来的。你可能听说过，或在电视里看到过这样的试验，为了弄清楚其中的原理，现在我们还是亲手做一下这个实验吧。

在做这个实验之前，我们先放松，做个“鸡蛋跳水”的小实验，算是预热一下。家里有煮鸡蛋吧，没有的话可以临时煮几个，反正可供家人早餐用。煮鸡蛋可以常备，因为鸡蛋有丰富的营养，而且相比油煎鸡蛋等，煮鸡蛋还是非常健康的食用方法哦。煮好鸡蛋就可做实验了。找一个玻璃杯，灌一杯白开水（其实什么水都可以），找一张硬纸板（随便什么包装盒纸板都可以），盖在玻璃杯上。再找张纸，卷个纸筒，正好能托住鸡蛋即可，然后把托住鸡蛋的纸筒立在纸板上，实验装置就准备好了。

接下来实验开始，试着将纸板抽走，当然要适当快速一点，不能像蜗牛那样缓慢移动。猜猜看鸡蛋会发生什么？对，掉进了水杯里（用水是为了不使鸡蛋摔破）。

图1.鸡蛋跳水实验

鸡蛋为什么没有随着纸板一起抽走呢？因为抽动是水平方向的，相对较快，带动纸筒翻转，掉落下来。这样，纸筒对鸡蛋在水平方向作用力很小（几乎没有），而且鸡蛋相对较重（质量大），惯性较大，水平方向几乎没有运动。原来纸筒支撑着鸡蛋，保持平衡，纸筒滚落后，支撑力消失，鸡蛋只在重力作用下下落，掉进水杯里。当然，如果非常缓慢地移动的话，鸡蛋还是会随纸筒一起移走的。

惯性是物体抵抗状态被改变的性质，物体越重（也就是质量越大），惯性越大，运动状态（静止或匀速直线运动）越不易被改变。我们乘车时都会有体会，当车快速加速时，我们的身体会后仰，当刹车时身体会前倾，这都是惯性在起作用。做完“鸡蛋跳水”实验后，初步知道惯性的作用，接下来再做一个桌布实验，让我们进一步看看惯性的奥妙。在桌子上放一块桌布，桌布上摆放2个小盘子一杯水，开始我们用双手拽住桌布的两个角，用适当的速度试着把桌布沿水平方向抽走。结果很不幸，盘子跟着桌布一起运动，哗啦啦掉在了地上，结果很“悲惨”。再来一次，这次我们尽可能快速地抽动桌布。结果不出所料，桌布被瞬间抽出时，盘子几乎没有怎么移动位置，留在了桌子上，实验成功了。

与“鸡蛋跳水”实验不同，桌布实验中的摩擦力是不可忽略的。相接触的物体之间有相对运动或有相对运动倾向都存在摩擦力，力的大小正比于正压力和摩擦系数，一般静摩擦力大于动摩擦力。在拉动桌布的时候，盘子会受到摩擦力的作用，力的方向与桌布的拉动方向一致（水平方向）。当拉动速度不够快时，桌布与盘子接触时间较长，摩擦力（大小不变）作用时间就较长，对盘子的状态改变较大，盘子就随着桌布一起被拉到了地上。当快速拉动桌布时，因为盘子相对较重（惯性较大，不易改变原有状态），桌布与盘子之间的摩擦力还没有来得及改变盘子的原来状态，盘子就已经接触到桌面了，盘子与桌面之间的摩擦力使盘子停止在桌面上。

当然，如果盘子底面和桌布表面足够光滑，摩擦力很小的话，也不用特别快速抽动桌布就可以成功。但是，抽动桌布总会多少改变盘子原有的（静止）状态，如果桌面也特别光滑，几乎没有摩擦力的话，这种改变后的运动（状态）会保持下去，直到掉下桌面。这也是惯性的作用。

用手抽动桌布的实验成功了。我们试想，如果我们用更大的桌子，更多的盘子，利用自行车，甚至汽车的速度可以完成抽桌布实验吗？当然，只要速度够快，答案是肯定的。我们做了这样大规模的实验，结果很成功，但大家轻易不要模仿哦。

图2.汽车抽拉桌布

如果想看到更多的实验内容，请关注索尼探梦科技馆出品的《探梦实验室》系列科普影片。

（本文发表于《科学世界》2016年第10期）