大氣壓強(qiáng)簡稱“大氣壓”，是作用在單位面積上的大氣壓力，它是空氣的分子運(yùn)動(dòng)與地球重力場綜合作用的結(jié)果。在海平面，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約為1.013×105Pa，相當(dāng)于760毫米水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。大氣壓隨高度的增加而減小，這是由于隨著高度增加，上方空氣柱的質(zhì)量減少導(dǎo)致的。氣壓還受到溫度和濕度等因素的影響，是天氣預(yù)報(bào)中的關(guān)鍵參數(shù)之一。

在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的堅(jiān)實(shí)物體叫杠桿，杠桿是最簡單的機(jī)械之一。杠桿原理是物理學(xué)中經(jīng)典力學(xué)的基本定理之一，揭示了作用在杠桿上的力與力臂之間的平衡關(guān)系。當(dāng)動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積和阻力與阻力臂的乘積相等時(shí)，杠桿處于平衡狀態(tài)。阿基米德的名言“給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球”，形象地說明了杠桿原理在物理學(xué)和工程學(xué)中的核心地位。

當(dāng)大氣壓遇上杠桿，會產(chǎn)生很多非常有趣的物理現(xiàn)象，本期科學(xué)課堂為大家揭開徒手劈木板的奧秘，接下來請跟著本文一起動(dòng)手實(shí)驗(yàn)吧。

科學(xué)原理：

1．廣告紙蓋在薄木板上時(shí)，根據(jù)F=pS=1.013×105Pa×1m2 =1.013×105N，廣告紙受到的大氣壓力可達(dá)到101300N（相當(dāng)于約10噸物體的重力）。這一巨大壓力會將木板緊緊壓在桌面上，使得木板在被劈擊時(shí)，靠近桌面的部分無法向上翹起（若沒有廣告紙，劈擊時(shí)木板會被輕易抬起，力的作用會分散）。此時(shí)，木板與桌面接觸的邊緣成為一個(gè)近似固定的“支點(diǎn)”，伸出部分的受力會集中在支點(diǎn)處，為斷裂創(chuàng)造條件。

2．當(dāng)手掌快速劈擊木板伸出的一端時(shí)，伸出部分會瞬間受到一個(gè)向下的沖擊力。但木板未伸出桌面的部分（被廣告紙壓住的部分）因慣性會保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)致木板被“分割”為兩部分：伸出端受沖擊力向下運(yùn)動(dòng)，而固定端因慣性保持靜止，兩者的運(yùn)動(dòng)趨勢相反，使得木板與桌面接觸的邊緣（支點(diǎn)處）產(chǎn)生了強(qiáng)烈的彎曲形變。

3．手掌的劈擊是瞬時(shí)沖擊力（作用時(shí)間極短，通常小于 0.1 秒），這種力的特點(diǎn)是 “強(qiáng)度大、作用集中”，手掌的沖擊力作用在木板伸出端（力臂較長），會產(chǎn)生較大的力矩，迫使木板以支點(diǎn)為軸發(fā)生彎曲。當(dāng)彎曲力矩超過木板的抗彎曲強(qiáng)度（即木板內(nèi)部纖維能承受的最大拉伸 / 壓縮力）時(shí)，木板會在支點(diǎn)處斷裂 —— 伸出部分因力矩作用向下彎折，固定部分因慣性保持不動(dòng)，最終在應(yīng)力集中處（支點(diǎn)附近）被“撕裂”。

材料準(zhǔn)備：

薄木板（長1m、寬10cm、厚3mm）、報(bào)紙或廣告紙（長1m、寬1m）

實(shí)驗(yàn)操作：

1.將薄木板平放在水平桌面上，一端伸出30cm。

2.將廣告紙鋪開，平整地蓋在薄木板上，并用手將廣告紙壓緊壓平，排出紙與桌面間的空氣。

3.用力快速擊打伸出桌面的薄木板（稍微遠(yuǎn)離桌面的位置），可發(fā)現(xiàn)薄木板被劈斷了。

材料準(zhǔn)備

步驟1

步驟2

步驟3-1

步驟3-2