有趣的硬币实验
蔡卫东
硬币的结构规则，不同类型的硬币材料各异，各具特色，并且硬币随手可得.利用硬币可以做许多有趣的物理实验.
一、起跳实验
当一枚薄薄的硬币放在光滑而又平整的桌面或玻璃板上时，要将它拿起来还真有些费劲，有什么好办法呢？看看下面的实验你就明白了.
将一枚硬币（最好用分币）放在光滑的水平桌面上，然后用嘴对准硬币朝水平方向迅速的吹一股风，如图1所示，这时你看到什么现象？硬币并没有因为风吹而沿着桌面向后滑动，而是突然向上起跳，同时向后飘去，这个现象怎么解释呢？当同学们学过了气体压强与流速的关系的知识后，答案就一目了然了.
二、平衡实验
用几枚硬币叠放在桌子边缘，并使最上面的硬币尽可能多地伸出桌面，比比看，谁叠得又快又好.要按照怎样的规律去叠放才能达到“最上面的硬币尽可能多地伸出桌面”的效果呢？一般的叠放方法是从下往上叠，可是这样很难成功.能不能反过来思考，试一试从上往下叠，看看情况有什么改变？如果叠放的方法恰当，只需用四枚硬币，便可以使上端的硬币完全伸出桌面而奇迹般的保持平衡，如图2所示，对这一奇特的平衡状态，请从理论上加以论证.
三、惯性实验
用几枚硬币整齐地叠成一堆，放在水平桌面上，如图3所示，再用一把薄尺迅速地将最底端的硬币依次击出，上端的硬币却不会随被击出的硬币移动.
四、碰撞实验
在较光滑的水平桌面上放置一把直尺并固定不动，将一枚硬币紧靠直尺边缘平放，用另一枚没硬币顺着直尺边缘向原先静止放置的硬币冲去，如图4所示（俯视图），两枚硬币将发生弹性正碰.相碰的瞬间，原来运动的硬币立即静止不动，而原来静止的硬币立即运动起来.如果用一枚硬币去碰撞两枚靠在一起静止放置的硬币，如图5所示，则会发现被碰的硬币仍静止于原处，而前面一枚硬币立即运动起来.
五、堆币与搭桥实验
在水平桌面上，若要用几枚硬币竖直堆成如图6所示的三角形，这似乎很难-成功.如果事先将最底层的某个硬币吸上一块小磁铁，或在桌面下端放置一块磁铁，堆起来便轻而易举了.
用两根条形磁铁做桥梁，使一根磁铁的Ⅳ极朝上，另一根磁铁的Ⅳ极朝下，我们就可以用硬币搭建一座“积木”桥，如图7所示.
六、排斥实验
手持几枚硬币整齐地叠放在一起，将它们并列靠近磁铁，如图8所示.磁铁将硬币吸引过去后，再松开持币的手，硬币便会自动的互相分开.用手将硬币重新挤压在一起，松手后硬币又自动分开.曾有一位同学根据这一现象发明了一种将工厂中叠放在一起的铁板分开的装置，克服了以往靠撬开铁板导致铁板受损的技术难题，获得了国家发明奖.同样的道理，如果把叠放在一起的硬币横放桌面上，将磁铁竖直慢慢靠近这叠硬币时，硬币会一枚接一枚自动的向两侧倒下（图9）.
七、磁屏蔽实验
将磁铁A用夹子固定在铁架台上，取一枚硬币B和一根细线，用粘胶将细线一端固定在硬币B的表面上，而将细线的另一端固定在铁架台的底座上，将B提起来竖直方向靠近磁钢下端约为1cm左右，此时硬币能悬浮在空中，如图10所示.现取1块2 mrri厚的薄软铁皮C插入磁铗4和硬币B之间，结果硬币落到桌面上.这是由于软铁皮具有良好的导磁作用，所以从磁铁发出的磁感线大部分集中到软铁皮C上，而只有少量磁感线穿过软铁皮C，因此在铁皮C下面的磁感应强度减小，铁皮C在此起了磁屏蔽作用.
八、旋转实验
将三枚五分硬币漂浮于水面上，并使硬币互相靠拢静止于水面中央，将一根竖直放置的强磁铁的一极靠近硬币上表面.当磁铁绕其竖直轴旋转时，可观察到非铁磁性物质的硬币竟然跟着磁铁绕其竖直轴在水面上旋转起来.一旦磁铁停止旋转，这几枚硬币也随之停止转动，如图11所示.
浮于水面的硬币怎么会自动旋转起来呢？原因是由于磁铁在旋转时，在水面附近的空间形成一个旋转磁场，根据法拉第电磁感应定律，硬币在旋转磁场中切割了磁感线，产生了感应电流，而通电导线在磁场中会受到磁场力的作用，因此硬币才在水中旋转起来.但硬币旋转的角速度始终小于磁铁旋转的角速度.
九、水上吸引实验
取盛满清水的盆，将一枚硬币（伍分或贰分币）水平地轻轻放入水面，使硬币浮在水面上（硬币应是干燥的，水是平静的，动作要轻）.如有困难，可用以下方法：
a.在硬币上抹些蜡或肥皂；
6.先将硬币放在吸水纸上，再把硬币连同纸平放到水面上，然后戳掉薄纸；
c.做小铁圈，把硬币托放在上面，然后放入水中，小心翼翼地移去鐵圈.
用同样方法再放入2枚硬币.然后用手指轻轻拨动，或者用嘴轻轻吹气，使硬币逐渐靠拢.随着它们不断地靠近，可以观察到：当硬币间距小于1cm时，不用施加任何外力，它们会自动相互靠拢，最后紧挨在一起，如图12（a）所示.如果用手轻轻拨动其中1枚，另2枚也跟随移动.似乎它们间存在某种相互吸引的力，用同样方法还可使更多硬币同时浮于水面并聚在一起，形成十分有趣的图案.
若将1根外径为5 mm的细玻璃棒的一端沾上水，然后将沾水的一端放到3枚硬币中央的水面上.当玻璃棒上的水和3枚硬币中央的水面一接触，三枚硬币就互相分离了，如图12（b）所示.请你尝试解释发生以上现象的具体原因.
十、隐身实验
取一枚硬币放在桌上，硬币上叠放一只空玻璃烧杯，可以明显看到杯底的硬币，如图13所示.然后往烧杯内注入清水，当从烧杯侧面寻找位于杯底的那枚硬币，却发现硬币不见了.其实硬币没有消失，是由于光的全反射而使硬币变得不可见了.
利用我们身边的日常生活用品做实验是充满无穷魅力的，这魅力来自信手拈来，来自突发奇想，来自我们的惊奇与成功的感受.虽然日常生活用品做实验成本较低，但它们隐含的智慧不低，技术不低，内涵不低，价值不低，
硬币的结构规则，不同类型的硬币材料各异，各具特色，并且硬币随手可得.利用硬币可以做许多有趣的物理实验.
一、起跳实验
当一枚薄薄的硬币放在光滑而又平整的桌面或玻璃板上时，要将它拿起来还真有些费劲，有什么好办法呢？看看下面的实验你就明白了.
将一枚硬币（最好用分币）放在光滑的水平桌面上，然后用嘴对准硬币朝水平方向迅速的吹一股风，如图1所示，这时你看到什么现象？硬币并没有因为风吹而沿着桌面向后滑动，而是突然向上起跳，同时向后飘去，这个现象怎么解释呢？当同学们学过了气体压强与流速的关系的知识后，答案就一目了然了.
二、平衡实验
用几枚硬币叠放在桌子边缘，并使最上面的硬币尽可能多地伸出桌面，比比看，谁叠得又快又好.要按照怎样的规律去叠放才能达到“最上面的硬币尽可能多地伸出桌面”的效果呢？一般的叠放方法是从下往上叠，可是这样很难成功.能不能反过来思考，试一试从上往下叠，看看情况有什么改变？如果叠放的方法恰当，只需用四枚硬币，便可以使上端的硬币完全伸出桌面而奇迹般的保持平衡，如图2所示，对这一奇特的平衡状态，请从理论上加以论证.
三、惯性实验
用几枚硬币整齐地叠成一堆，放在水平桌面上，如图3所示，再用一把薄尺迅速地将最底端的硬币依次击出，上端的硬币却不会随被击出的硬币移动.
四、碰撞实验
在较光滑的水平桌面上放置一把直尺并固定不动，将一枚硬币紧靠直尺边缘平放，用另一枚没硬币顺着直尺边缘向原先静止放置的硬币冲去，如图4所示（俯视图），两枚硬币将发生弹性正碰.相碰的瞬间，原来运动的硬币立即静止不动，而原来静止的硬币立即运动起来.如果用一枚硬币去碰撞两枚靠在一起静止放置的硬币，如图5所示，则会发现被碰的硬币仍静止于原处，而前面一枚硬币立即运动起来.
五、堆币与搭桥实验
在水平桌面上，若要用几枚硬币竖直堆成如图6所示的三角形，这似乎很难-成功.如果事先将最底层的某个硬币吸上一块小磁铁，或在桌面下端放置一块磁铁，堆起来便轻而易举了.
用两根条形磁铁做桥梁，使一根磁铁的Ⅳ极朝上，另一根磁铁的Ⅳ极朝下，我们就可以用硬币搭建一座“积木”桥，如图7所示.
六、排斥实验
手持几枚硬币整齐地叠放在一起，将它们并列靠近磁铁，如图8所示.磁铁将硬币吸引过去后，再松开持币的手，硬币便会自动的互相分开.用手将硬币重新挤压在一起，松手后硬币又自动分开.曾有一位同学根据这一现象发明了一种将工厂中叠放在一起的铁板分开的装置，克服了以往靠撬开铁板导致铁板受损的技术难题，获得了国家发明奖.同样的道理，如果把叠放在一起的硬币横放桌面上，将磁铁竖直慢慢靠近这叠硬币时，硬币会一枚接一枚自动的向两侧倒下（图9）.
七、磁屏蔽实验
将磁铁A用夹子固定在铁架台上，取一枚硬币B和一根细线，用粘胶将细线一端固定在硬币B的表面上，而将细线的另一端固定在铁架台的底座上，将B提起来竖直方向靠近磁钢下端约为1cm左右，此时硬币能悬浮在空中，如图10所示.现取1块2 mrri厚的薄软铁皮C插入磁铗4和硬币B之间，结果硬币落到桌面上.这是由于软铁皮具有良好的导磁作用，所以从磁铁发出的磁感线大部分集中到软铁皮C上，而只有少量磁感线穿过软铁皮C，因此在铁皮C下面的磁感应强度减小，铁皮C在此起了磁屏蔽作用.
八、旋转实验
将三枚五分硬币漂浮于水面上，并使硬币互相靠拢静止于水面中央，将一根竖直放置的强磁铁的一极靠近硬币上表面.当磁铁绕其竖直轴旋转时，可观察到非铁磁性物质的硬币竟然跟着磁铁绕其竖直轴在水面上旋转起来.一旦磁铁停止旋转，这几枚硬币也随之停止转动，如图11所示.
浮于水面的硬币怎么会自动旋转起来呢？原因是由于磁铁在旋转时，在水面附近的空间形成一个旋转磁场，根据法拉第电磁感应定律，硬币在旋转磁场中切割了磁感线，产生了感应电流，而通电导线在磁场中会受到磁场力的作用，因此硬币才在水中旋转起来.但硬币旋转的角速度始终小于磁铁旋转的角速度.
九、水上吸引实验
取盛满清水的盆，将一枚硬币（伍分或贰分币）水平地轻轻放入水面，使硬币浮在水面上（硬币应是干燥的，水是平静的，动作要轻）.如有困难，可用以下方法：
a.在硬币上抹些蜡或肥皂；
6.先将硬币放在吸水纸上，再把硬币连同纸平放到水面上，然后戳掉薄纸；
c.做小铁圈，把硬币托放在上面，然后放入水中，小心翼翼地移去鐵圈.
用同样方法再放入2枚硬币.然后用手指轻轻拨动，或者用嘴轻轻吹气，使硬币逐渐靠拢.随着它们不断地靠近，可以观察到：当硬币间距小于1cm时，不用施加任何外力，它们会自动相互靠拢，最后紧挨在一起，如图12（a）所示.如果用手轻轻拨动其中1枚，另2枚也跟随移动.似乎它们间存在某种相互吸引的力，用同样方法还可使更多硬币同时浮于水面并聚在一起，形成十分有趣的图案.
若将1根外径为5 mm的细玻璃棒的一端沾上水，然后将沾水的一端放到3枚硬币中央的水面上.当玻璃棒上的水和3枚硬币中央的水面一接触，三枚硬币就互相分离了，如图12（b）所示.请你尝试解释发生以上现象的具体原因.
十、隐身实验
取一枚硬币放在桌上，硬币上叠放一只空玻璃烧杯，可以明显看到杯底的硬币，如图13所示.然后往烧杯内注入清水，当从烧杯侧面寻找位于杯底的那枚硬币，却发现硬币不见了.其实硬币没有消失，是由于光的全反射而使硬币变得不可见了.
利用我们身边的日常生活用品做实验是充满无穷魅力的，这魅力来自信手拈来，来自突发奇想，来自我们的惊奇与成功的感受.虽然日常生活用品做实验成本较低，但它们隐含的智慧不低，技术不低，内涵不低，价值不低，
