打水漂背后的物理学阅读答案

阅读下面一段文字，完成1—4题。打水漂背后的物理学　　侧身弯腰，用力甩你的手腕，手中的石子沿水面飘荡出去……有谁小时候没玩过打水漂呢?这种游戏规则相当简单：看谁的石子在水面跳跃的次数多。　　直觉似乎告诉人们，使用扁平略圆的石块抛向水面，越用力就越能让石子在水面有更多弹跳；而且石块在抛掷时必须旋转，同时石块要尽可能以较小掠射水面的角度沿水面飞行。这里面有没有物理学呢?　　第一次对打水漂背后的物理学感兴趣来源于科学家博凯与他8岁儿子的对话。儿子问他，怎样打水漂可以打得更远呢?像千千万万回答儿子问题的父亲一样，博凯博士将自己小时候就精通的打水漂游戏亲自示范给儿子。看着石块在水面留下的涟漪，物理学家冒出一个离奇的想法：为什么不用物理知识把打水漂的过程搞清楚呢?于是这位物理学家开始了艰苦的研究，后来这位物理学家的业余爱好变成了一组研究打水漂的方程式。根据他的研究，要想达到麦吉创造的吉尼斯记录的顶峰——38下，要求一块石头以25英里/小时（约每小时40公里）、每秒14转的方式抛出。而真正的秘诀在于你扔的石头应当以20度的“黄金角度”撞击水面。　　博凯的研究还表明，石块弹跳，只有在抛掷的初速度超过某个临界值时才会发生，旋转的石块能使飞行稳定，并且提高弹跳几率；而且弹跳次数多寡取决于入射水面的速度，当然，这也取决于石块抛掷的初速度。但实际上弹跳次数受角度不稳定因素限制，角度不稳定因素与运动速度无关，因而弹跳次数取决于对继续飞行至关重要的第一次弹跳。　　格兰尼特和他的学生利用自动投掷机将直径5厘米、厚度2.75毫米的铝制圆片投入2米长的水池，用以模拟打水漂的过程，并用高速相机把整个实验记录下来——圆片接触水面的时间通常不到百分之一秒。实验印证了博凯的发现是正确的。实验证明：石头是否旋转、速度、石头的触水角度都会影响石头的弹跳次数，其中旋转的程度是打水漂的关键因素之一，研究者发现旋转可以稳定石块在空中的飞行姿态，使其更容易反弹。而角度则是关键中的关键，当石块沿着与水面20度夹角飞行的时候，石块总是能够跳跃很远，当石块入水的角度小于20度时，石头就会在接触水面的过程中很快消耗掉动能，当入水角度大于45度时，石块无论如何也不能再往前弹，而是直接掉到水里了，而石头的触水角度若能保持在20度左右，不仅能以最小的速率（2.5米/秒）打出水漂，还可以使石头与水面碰触的时间降到最低，这代表因碰撞消耗的能量较小，有更多的能量保留做后续的弹跳。　　这个实验有十分重要的意义。它可以帮助物理学家模拟航天器重返地球时进入大气层的过程：当航天器从空气稀薄的太空重返地球，进入“浓密的”大气层时，它的运动形式就与打水漂有几分类似，也有一个“弹跳”的过程。若航天器与大气层接触的角度太小，航天器会像水漂一样被弹回太空。举例来说，飞船的返回舱在返回过程中，到一定的高度，就会进入一个所谓的科学上叫“黑障区”的阶段，这是因为飞船返回舱在以高速度进入大气层时会产生激波，形成温度高达几千摄氏度的高温区。高温区内的气体和返回舱表面材料的分子被分解和电离，形成一个等离子区。它像一个套鞘似的包裹着返回舱。因为等离子体能吸收和反射电波，会使返回舱与外界的无线电通信衰减，直至中断。这时返回舱靠自身的控制系统，按照一定的程序返回地面；再到一定高度以后，就可恢复测控，地面就可以和航天员建立通讯联系。因此打水漂实验将帮助物理学家更准确地模拟航天器回收过程，根据模拟的结果更精确地设定航天器进入大气层的角度和速度，降低“黑障区”阶段的系统风险，提高回收的成功率。看来小小的打水漂，蕴藏的学问还真不小。　　1．通俗地解释打水漂石子弹跳多的条件，正确的一项是（ ）　　A．使用扁平略圆的石子，旋转着抛出，这是关键条件之一。　　B. 用最大力气，石子旋转着抛出后，末势强劲有力，是又一个关键条件。　　C．石子与水面的夹角尽可能的小，使石子沿水面飞行时弹跳最多。　　D．石子的形态，抛出的力度，旋转的程度，石子与水面的夹角，都是不可缺少的条件。　　2．对法国科学家研究的打水漂的方程式的理解，不正确的一项是（ ）　　A．石头以20度的“黄金角度”撞击水面，是弹跳多的秘诀。　　B．提高弹跳的次数，必须使初速度超过临界值。　　C．弹跳次数与角度不稳定因素有关，与运动速度无关，完全取决于第一次弹跳。　　D．石头以每秒14转的方式抛出，抛出的速度不低于25英里/小时，与水面形成20度夹角就能达到38下的吉尼斯记录。　　3．打水漂的成功秘诀之一就是石块旋转，“旋转”的作用是什么?（不超过10个字）　　答：______________________________________________________________________　　__________________________________________________________________________　　4．打水漂理论的实际意义是什么?（一点即可，不超过20个字）　　答：______________________________________________________________________　　__________________________________________________________________________

答案：解析：1．A；2．C；3．稳定石块飞行姿态；4．模拟航天器重返地球时进入大气层的过程。（或：帮助物理学家更准确地模拟航天器回收过程。或：更精确地设定航天器进人大气层的角度和速度。） 提示：1．B．末势强劲有力，是又一个关键条件，不对。C．夹角尽可能的小，有误。D．表述不具体，语义不明确。 2．C.石头弹跳与运动速度有关，角度不稳定与运动速度无关。 3．出自原文（在第五段）：“研究者发现旋转可以稳定石块在空中的飞行姿态，使其更容易反弹。” 4．整个最后一段都是在讲解打水漂理论的实际意义。答案来自原文：“它可以帮助物理学家模拟航天器重返地球时进入大气层的过程”，“打水漂实验将帮助物理学家更准确地模拟航天器回收过程，根据模拟的结果更精确地设定航天器进入大气层的角度和速度”。

对的，就是这个意思