18-19
題。(共
7
分)
神秘的運(yùn)動(dòng)常數(shù)
①
鳥(niǎo)兒在空中飛翔時(shí),翅膀每分鐘拍幾次?每次幅度有多大?魚(yú)兒在水里游動(dòng)時(shí),尾巴每分鐘擺幾回?每回幅度又是多少?這些問(wèn)題看上去似乎沒(méi)什么意義,難道空中的飛鳥(niǎo)和水里的游魚(yú)不是完全自由的嗎?它們的運(yùn)動(dòng)不是完全無(wú)拘無(wú)束的嗎?
②
答案真是出乎我們的意料?瓷先プ杂勺栽、無(wú)拘無(wú)束的飛行動(dòng)物和游水動(dòng)物,它們的運(yùn)動(dòng)似乎恰恰遵循著嚴(yán)格的規(guī)律。科學(xué)家們通過(guò)大量的觀察和實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)飛行動(dòng)物和游水動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在著一個(gè)神秘的常數(shù),那就是它們的翅膀和尾巴的振動(dòng)頻率、振幅以及運(yùn)動(dòng)速度三者之間的關(guān)系
——
振動(dòng)頻率乘以振幅再除以運(yùn)動(dòng)速度,計(jì)算得到的數(shù)值總是落在
0.2-0.4
之間。
③
比如,世界上最小的鳥(niǎo)類
——
蜂鳥(niǎo),其雙翅展開(kāi)僅有
10
厘米左右,飛翔時(shí)振幅大約是
20
厘米。蜂鳥(niǎo)的飛行速度非?欤蠹s能達(dá)到
50
米
/
秒。而科學(xué)家們以往觀察到的蜂鳥(niǎo)飛行時(shí)雙翅震動(dòng)頻率在
50—70
赫茲之間,根據(jù)上述公式計(jì)算出來(lái)的蜂鳥(niǎo)的運(yùn)動(dòng)常數(shù)就落在
0.2
-
0.4
之間。
④
與蜂鳥(niǎo)形體相差懸殊的海豚也是科學(xué)家們觀察的一個(gè)對(duì)象。成海豚的體長(zhǎng)一般在
3
米左右,在大海里游動(dòng)時(shí),海豚尾巴擺動(dòng)的振幅大約是
1
米,頻率每分鐘
30
次左右,游泳速度是每小時(shí)
100
公里。根據(jù)公式計(jì)算出來(lái)的海豚的運(yùn)動(dòng)常數(shù)是
0.3
,也落在
0.2
-
0.4
之間。
⑤
這不僅僅是巧合,研究者們做了大量的試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)幾乎所有的飛行動(dòng)物和游水動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)機(jī)制中都存在這個(gè)神秘的常數(shù)。事實(shí)上,只有當(dāng)這一運(yùn)動(dòng)常數(shù)的值處于
0.2-0.4
之間,動(dòng)物們才能達(dá)到最佳的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
⑥
雖然目前科學(xué)家們還不清楚為什么會(huì)存在這個(gè)運(yùn)動(dòng)常數(shù),它的值又為什么恰恰落在
0.2-0.4
之間,但這一神奇常數(shù)似乎像物理學(xué)中著名的光速不變?cè)砟菢臃胖暮6詼?zhǔn),也像光速一樣神秘。它能夠幫助生物學(xué)家們根據(jù)動(dòng)物化石的身體構(gòu)造,判斷出那些早已滅絕了的動(dòng)物曾經(jīng)具有怎樣的運(yùn)動(dòng)速度。甚至,不能排除,這一常數(shù)很可能對(duì)外星生物也同樣適用。很多科學(xué)家都表示:
“
如果在其它星球上真的存在游水生物或飛行生物的話,我們相信,它們的運(yùn)動(dòng)也遵循著同樣的規(guī)律。
”
18
.文章第
①
段從生活實(shí)例說(shuō)起,有哪些好處?(
3
分)
答:
19
.閱讀下面材料,借助上文中的相關(guān)知識(shí),簡(jiǎn)要分析科學(xué)家是如何利用神秘的運(yùn)動(dòng)常數(shù)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的。(
4
分)
【材料】
目前有些國(guó)家的軍方已經(jīng)著手研制類似于飛鳥(niǎo)的有翼飛行器,在配備上微型攝像機(jī)之后,這樣的機(jī)械鳥(niǎo)將可能滲入敵方的任何機(jī)密要塞進(jìn)行刺探。軍方研制各種高性能的飛行器時(shí)也常常遵循這一常數(shù)。比如說(shuō),一個(gè)翼長(zhǎng)
15
厘米、翼振振幅為
10
厘米的機(jī)械間諜如果要做有效飛行的話,其最佳翼振頻率應(yīng)該是
30
次
/
秒左右。
答:
答案
:
(共7分)
18
.從人們?nèi)粘I钪辛?xí)以為常的現(xiàn)象入手提問(wèn),引起讀者的思考,吸引讀者閱讀下文,同時(shí)強(qiáng)調(diào)了神秘的運(yùn)動(dòng)常數(shù)的無(wú)處不在。
(評(píng)分:共
3
分,每點(diǎn)
1
分)
19.要使機(jī)械間諜做有效飛行,它的運(yùn)動(dòng)也應(yīng)該在它的運(yùn)動(dòng)機(jī)制中存在神秘運(yùn)動(dòng)常數(shù)。科學(xué)家們按照常數(shù)公式和飛行器的設(shè)計(jì)翼長(zhǎng)、振幅各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,如果翼振頻率30次/秒左右時(shí)則運(yùn)動(dòng)常數(shù)值恰好保持在0.2-0.4之間。 (評(píng)分:4分,每點(diǎn)2分)
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