神秘的運動常數(shù)


①
鳥兒在空中飛翔時，翅膀每分鐘拍幾次？每次幅度有多大？魚兒在水里游動時，尾巴每分鐘擺幾回？每回幅度又是多少？這些問題看上去似乎沒什么意義，難道空中的飛鳥和水里的游魚不是完全自由的嗎？它們的運動不是完全無拘無束的嗎？

②
答案真是出乎我們的意料�？瓷先プ杂勺栽�、無拘無束的飛行動物和游水動物，它們的運動似乎恰恰遵循著嚴格的規(guī)律。科學家們通過大量的觀察和試驗，發(fā)現(xiàn)飛行動物和游水動物的運動過程中存在著一個神秘的常數(shù)，那就是它們的翅膀或尾巴的振動頻率、振幅以及運動速度三者之間的關系——
振動頻率乘以振幅再除以運動速度，計算得到的數(shù)值總是落在0.2
～0.4
之間。

③
比如，世界上最小的鳥類——
蜂鳥，其雙翅展開僅有10
厘米左右，飛翔時振幅大約是20
厘米。蜂鳥的飛行速度非�？�，大約能達到50
米/
秒。而科學家們以往觀察到的蜂鳥飛行時雙翅振動頻率在50
～70
赫茲之間，根據上述公式計算出來的蜂鳥的運動常數(shù)就落在0.2
～0.4
之間。

④
與蜂鳥體形相差懸殊的海豚也是科學家們觀察的一個對象。成海豚的體長一般在3
米左右，在大海里游動時，海豚尾巴振動的振幅大約是1
米，頻率是每分鐘30
次左右，游泳速度是每小時100
公里，根據公式計算出來的海豚的運動常數(shù)是0.3
，也落在0.2
～0.4
之間。

⑤
這不僅僅是巧合。研究者們作了大量的試驗，發(fā)現(xiàn)幾乎
所有的飛行動物和游水動物的運動機制中都存在這個神奇的常數(shù)，事實上，只有當這一運動常數(shù)的值處于O.2
～0.4
之間時，動物們才能達到最佳的運動狀態(tài)。

⑥
雖然目前科學家們還不清楚為什么會存在這個運動常數(shù)，它的值又為什么恰恰落在0.2
～0.4
之間，但這一神奇的常數(shù)似乎像物理學中著名的光速不變原理那樣放之四海而皆準，也像光速一樣神秘。它能夠幫助生物學家們根據動物化石的身體構造判斷出那些早已滅絕了的動物曾經具有怎樣的運動速度。甚至不能排除，這一常數(shù)很可能
對外星生物也同樣適用。很多科學家都表示：“
如果在其他星球上真的存在游水生物或飛行生物的話，我們相信，它們的運動也遵循著同樣的規(guī)律。”

⑦
此外，這一常數(shù)還能幫助軍方研制出各種高性能的飛行器。比如說，一個翼長15
厘米、翼振振幅為10
厘米的機械間諜如果要做最有效飛行的話，其最佳翼振頻率應該是30
次/
秒左右。目前，美國軍方已經著手研制類似于飛鳥的有翼飛行器，在配備上微型攝像機之后，這樣的機械鳥將可能深入敵方的任何機密要塞進行刺探。當然，他們最感興趣的還是能夠研制出體積更小，無孔不入的機械昆蟲，相信這一天的到來也為時不遠。


1
．讀完全文，說說“
神秘的運動常數(shù)”
指的是什么？這一發(fā)現(xiàn)對科學研究有何意義？（4
分）


2
．說說第⑤
、⑥
段中加點詞語在表達上的作用。（4
分）

幾乎：

很可能：

3
．文章說明了一個什么科學道理？作者為什么要列舉蜂鳥和海豚這兩個例子進行說明？（4
分）


4
．科學家們發(fā)現(xiàn)“
神秘的運動常數(shù)”
的過程，對我們進行科學探究有哪些啟示？（3
分）



答案：

1
．振動頻率乘以振幅再除以運動速度，計算得到的數(shù)值總是在0.2
～0.4
之間。（1
分）它能夠幫助生物學家們根據動物化石的身體構造判斷出那些早已滅絕了的動物曾經具有怎樣的運動速度；用于研究外星可能存在的游水生物和飛行生物；幫助軍方研制各種高性能的飛行器。（3
分,
一點1
分）

2
．“
幾乎”
，表示十分接近全部，不排除極個別特例；“
很可能”
，表示可能性大，但不完全肯定。（本題4
分，每一問2
分）

3
．幾乎所有的飛行動物和游水動物的運動機制中都存在這個神奇的常數(shù)。（2
分）因為這兩個事例分別代表飛行動物和游水動物，或分別代表體形小和體形大的動物。這樣使得出的結論具有代表性，增強說服力。（2
分，答前一句即給2
分）

4
．大膽質疑、大量觀察、大量試驗等。（本題3
分，一點1
分）



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