玻璃杯“溜冰”

我們有時會看到氣墊船在水面上高速航行，那麼，它是怎樣達到這麼快的速度的呢?不要急，我們通過一個實驗來探究。

實驗材料：

玻璃杯一個、平玻璃板一塊、熱水(80-100℃)

操作步驟：

(1)將干凈的平玻璃板平放在桌面上。把事先準備好的玻璃杯倒扣在玻璃板上，輕輕晃動玻璃板或者推動玻璃杯，觀察現象。

(2)拿開玻璃杯，在平玻璃板的表面上淋上少許冷水，使水在玻璃板上形成一層薄薄的沒有破損的水膜。如圖1。

(3)用熱水把玻璃杯燙熱，迅速將燙熱的空玻璃杯倒扣在玻璃板上的水面處，如圖2。

(4)輕輕晃動玻璃板或者推動玻璃杯。觀察實驗現象。

當我們直接將玻璃杯倒扣在平玻璃板上時，輕輕晃動玻璃板或者推動玻璃杯，我們發現玻璃杯只是稍稍移動了一點；如果將熱水燙過的玻璃杯倒扣在有水膜的玻璃板上。此時輕輕晃動玻璃板或者推動玻璃杯，我們發現玻璃杯就像滑冰運動員一樣在玻璃板上輕巧地“溜冰”。玻璃杯為什麼能在有水膜的平玻璃板上輕巧地滑動呢?

原來，當受熱的玻璃杯倒扣在玻璃板上時，杯中的空氣因受熱膨脹，產生了較大的壓強，形成高氣壓團。這一高氣壓團作用在玻璃板的水面上，水被擠向杯口外圍，但玻璃杯中的空氣還留在杯中，這樣，玻璃杯口和玻璃板之間就形成了一個“氣墊”，把玻璃杯微微托起。玻璃杯口與水之間很小的摩擦力代替了玻璃杯口與玻璃板之間較大的摩擦力，此時。稍微推動一下玻璃杯或者輕輕晃動玻璃板。玻璃杯就會輕巧地滑動。這種現象叫“氣墊現象”。

如圖3，如果我們將兩個上口大、下底小的塑料杯子疊放在一起，在兩個杯子之間放一個回形針，使兩個杯子中間留有縫隙，對著縫隙猛吹一口氣，可以發現上面的杯子跳了一下，幾乎要從下面的杯子中跳出來(如果杯子較輕的話。上面的杯子可以輕而易舉地跳出來)，如圖4這是為什麼?不要驚奇，這也是“氣墊現象”。當我們對著兩個杯子之間的縫隙吹氣時，氣體無法一下子釋放出來，就在兩個杯子之間形成了一股壓縮空氣層，也就是“氣墊”。持續猛向縫隙吹氣，就會把上面的杯子墊起來，如果沒有手扶著，上面的杯子最終會被墊出杯外。

英國工程師科克萊爾發明的氣墊船就是利用“氣墊”實現在水面上高速航行的。氣墊船的大功率鼓風機向船下充氣，使船下形成一個“氣墊”，船體稍微離開水面，減小了船底與水面間摩擦形成的阻力，從而實現了高速航行。

責任編輯：潘彥坤