2025年高考“爬山虎”爬墻的物理趣談
來源：網絡整理 2024-11-15 09:07:14
[趣味物理]“爬山虎”爬墻的物理趣談
1問題的提出
爬山虎是一種莖干細長，攀附生長的藤木植物，每當春暖花開之際，爬山虎的枝條開始返青。不幾天，茂密的莖葉爬滿墻頭，一眼望去，真是美極了!
爬山虎為什么能爬墻而不掉下來呢?帶著這個問題，我對爬山虎進行了仔細觀察，并作了拉力的測定和吸附作用的實驗。
2實驗方法
用統計分析法和均值法。
3觀察、實驗
觀察中發現，在爬山虎的葉腋中能伸出五根枝狀的細絲，每根細絲都像蝸牛的觸角，當這些細絲觸附著墻的時候，每根細絲的頂端變成了一個個小圓片，能牢牢地粘附在墻上，那么一株爬山虎有多少這樣的“觸角”呢?我在爬山虎莖干的四個不同部位，各量出一米長的莖干，測算了“觸角”的數量。四次測量的結果是：
次數
第一次
第二次
第三次
第四次
平均值
觸角數目
25個
22個
23個
27個
24.3個
上面的數據告訴我們，平均每一米長的爬山虎莖干就有近25個吸附在墻上的“觸角”，爬山虎就是靠這眾多的“觸角”把茂密的枝葉牢牢地攀附在高墻上的。
爬山虎這么多的“觸角”，究竟能承受多大的拉力呢?請看下面的拉力測定：方法是任意確定四個測點，每個測點用絲線拴好一只“觸角”，再用刀片將它與莖部切割開，用彈簧秤勾住線環，慢慢地均衡地向外拉。四個點測定的結果是：
次數
第一處
第二處
第三處
第四處
平均值
承受拉力
1.3N
1.4N
1.2N
1.1N
1.25N
從上述的測定可知，每個“觸角”平均承受的拉力高達1.25N，如果用水泥做成直徑為2毫米(比“觸角”的小圓片大4倍)的小圓片粘貼在水泥墻上，它的附著力居然還不到1.2N呢!再根據每一米莖干有24.3個“觸角”計算，可推算出每米爬山虎莖干能承受的拉力在30N左右。
4實驗分析
為什么爬山虎能承受如此強的拉力呢?我又查閱了許多有關爬山虎的資料，隨后了解到：原來爬山虎分泌出一種偏酸性的粘液，它是靠化學的力量與石灰結合，相互粘合在墻上的。
爬山虎分泌出的偏酸性粘液，能與石灰結合，能不能與其他的物質相粘合呢?
于是我找來了塊紅、綠、黃三色的塑料薄板，貼在將要攀附墻壁的嫩“觸角”上，看看它們是否與塑料板相互粘合，連續觀察了三天，有趣地發現“觸角”似乎不愿意與塑料板粘合，總是力圖繞過塑料板粘在水泥墻上，到底爬山虎是靠什么“認識”水泥墻和塑料板，還不清楚，我一定要努力學習，繼續研究，立志揭開這個奧秘。
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