第一部分 力学 3
一、长度、空间、时间和速度 3
实验1 长度测量——你绝不会忘带的随身“标尺” 3
实验2 速度测量——体验和感知 3
实验3 测量时间——蜡烛钟 4
实验4 时间和知觉——形体时间和形体外形 5
实验5 空间知觉——人脸描述，你能抓住特点吗？ 6
实验6 距离感觉——大脑司令部有时也会出错 6
实验7 知觉表达的遗憾——平面表达立体及其运动 7
二、运动学 8
实验8 火车轮缘上一点的轨迹有倒退，怎么回事？ 8
实验9 叠加原理Ⅰ——衣夹帮助实现两种运动叠加 9
实验10 叠加原理Ⅱ——直尺也可以帮助运动合成 10
实验11 叠加原理Ⅲ——行进中的车轮，轮辐速度大不同 10
三、牛顿定律（一） 12
实验12 惯性定律——破坏惯性表演的罪魁是什么？ 12
实验13 惯性Ⅰ——书的惰性 12
实验14 惯性Ⅱ——洗澡间里的玩水游戏 12
实验15 墨水涡流——旋转方向与陀螺相反 13
实验16 惯性Ⅲ——与绳子黏不住的黏土球 14
实验17 角速度——“旋转木马”的位置秘密 14
实验18 橡皮水管——管内空气旋转排空法 15
实验19 一个蛋的转动惯量——生蛋熟蛋鉴别 15
实验20 烛焰的惯性——向着蜡烛运动加速度相反的方向运动 15
实验21 惯性——水中表演 16
实验22 惯性——巧与惯性作斗争 17
四、牛顿定律（二） 19
实验23 力和加速度Ⅰ——手推车的省力诀窍 19
实验24 力和加速度Ⅱ——弹力与加速度 19
实验25 接住鸡蛋——控制加速度，减小物体受力 20
实验26 质量和加速度——橡皮筋和衣夹来诉说 21
实验27 力与加速度的匹配——旋转的伞面 21
五、牛顿定律（三） 23
实验28 作用＝反作用——比赛谁的力气大？试了再说话 23
实验29 作用力和反作用力——“活”力与“死”力有区别吗？ 23
实验30 相互作用——立定跳远的外部助力 24
六、力 25
实验31 力的合成——橡皮筋和图钉帮你找方向 25
实验32 力的分解Ⅰ——平行四边形法则教你二人合作 25
实验33 力的分解Ⅱ——扫地的技巧 26
实验34 一个鸡蛋的强度——拱桥智慧的源泉 27
实验35 尖劈——又一种省力的方法 28
实验36 胡克定律——自己动手验证科学定律 28
实验37 斜面——坡度和弹力的较量 29
实验38 摩擦力Ⅰ——简易渡船码头拴船术 29
实验39 摩擦力Ⅱ——与接触面粗糙程度相关 30
实验40 寻找棍棒的重心——静摩擦力和滑动摩擦力的胜败交替 30
实验41 摩擦——计算滑动摩擦系数 31
实验42 向心力——手动向心力和重物的平衡 33
实验43 引力——一个薄膜模型 34
七、简单机械 35
实验44 杠杆原理——检测力矩平衡 35
实验45 杠杆——自制演示仪 36
实验46 蜡烛跷跷板——活动的杠杆 36
实验47 定滑轮——线轴定滑轮 37
实验48 棒式下落机械 37
实验49 滑轮组——以少胜多的棍棒滑轮组 38
实验50 传动比——自行车棘轮传动比模拟 38
八、下落实验 39
实验51 “施了魔法”的木球和铁球下落实验 39
实验52 下落实验——意外的停表 39
实验53 引力——自己测量重力加速度 40
实验54 自由降落Ⅰ——模拟失重 41
实验55 自由降落Ⅱ——不漏水的洞眼？ 41
实验56 平衡——活沙漏打破死平衡 42
实验57 能量转换——破坏平衡 42
实验58 自由下落——失重解“卡” 43
实验59 超重与失重——逆反的重物 44
实验60 制造加速度大于g的下落 45
九、重心 46
实验61 一个纸板片的重心——用线寻找 46
实验62 起立时的重心——坐姿起立的诀窍 46
实验63 一个球的重心——偏离球心的重心特点 47
实验64 重心——木、叉、玩杂技 47
实验65 重心——积木玩杂技 48
十、动量与角动量 52
实验66 动量守恒Ⅰ——直来直去的中心碰撞 52
实验67 动量守恒Ⅱ——中心碰撞和偏心碰撞 53
实验68 动量守恒Ⅲ——各行其道的偏心碰撞 53
实验69 动量守恒Ⅳ——反“碰撞之道”而行 54
实验70 动量的传递Ⅰ——忠实的硬币传令兵 54
实验71 动量的传递Ⅱ——小小橡皮泥，解决大问题 55
实验72 反冲——流水前行，容器后摆 55
实验73 反推力——蒸汽转动铁方盒 56
实验74 吸管中空气的反推力——动作反向，效果却同向 56
实验75 角动量守恒Ⅰ——转椅速度自动控制 57
实验76 角动量守恒Ⅱ——旋涡中心的救命之理 57
实验77 角动量守恒Ⅲ——旋涡模拟 58
十一、能量 60
实验78 能量和弹性——弹性球与小钢球下落表现的差别 60
实验79 热能——把沙子擦热 60
实验80 张力能——手掌弹弓的性能测试 60
实验81 能量转换——车灯偷了你的能量 61
实验82 能量守恒Ⅰ——刺激的过山车必须遵守的物理原理 61
实验83 能量守恒Ⅱ——费马原理演示 62
十二、旋转运动 64
实验84 转动惯量Ⅰ——扫把的两种转动大不同 64
实验85 转动惯量Ⅱ——长腿走路摆得慢 64
实验86 自制陀螺——办法多多 65
实验87 螺旋线——简易螺旋线生成法 65
实验88 旋转的含义——螺母的旋转方向 66
实验89 线轴运动方向——拉线角度有讲究 67
实验90 转动能——转动物体内部物质分布对转动能的影响 68
实验91 钻石原理——转轴位置是关键 69
实验92 主轴——转动惯量不怕大、不怕小，就怕是中间 69
实验93 进动——转动的稳定剂 70
实验94 自转与公转——地球与自行车同理 72
实验95 混沌——力学中的不确定性 73
第二部分 热力学 77
一、气体力学 77
实验1 潜水钟罩——空气占有的空间，水也只能乖乖让位 77
实验2 空气占有空间吗？——空气与水抢占空间，手绢干湿看输赢 79
实验3 空气的体积——水与空气的地盘之争，疏则双赢，堵则双亏 79
实验4 空气的质量——杠杆称空气，质量现原形 80
实验5 低气压——降温使气体分子动能大减导致气压降低 81
实验6 压力和压强的区别——面积换深度，一大，一小，反之亦然 82
实验7 空气压强Ⅰ——压强对任意方位的平面均等 82
实验8 空气压强Ⅱ——吸管进出水柱的游戏，玻意耳定律来操纵 83
实验9 空气压强Ⅲ——纸板能托住满满一杯水，却托不住半杯水 84
实验10 空气压强Ⅳ——空气压强造就水柱与水面的高差 84
实验11 空气压强Ⅴ——截住通向瓶内的空气通道，保住瓶内水量 85
实验12 压力补偿——一根小吸管，让你解渴难 86
实验13 空气的重量——看不见摸不着的空气重量大现形 87
实验14 气压计——用杠杆放大压强变化 87
实验15 呼吸模拟Ⅰ——胸腔低压，肺部扩张，空气吸入 88
实验16 呼吸模拟Ⅱ——胸腔扩张，出现低压，肺部扩张，空气吸入 89
实验17 气球作为瓷杯虹吸管——体积增大，压强减小 89
实验18 瓶里的鸡蛋——让空气把熟鸡蛋压入瓶内 90
实验19 空气可以做功——空气举书 91
实验20 低压的产生——蜡烛助水抢占空间 91
实验21 与空气摩擦——运动阻力之来源 92
实验22 伯努利原理Ⅰ——气流速度大压强小 92
实验23 快速气流制造低压——自制简易喷雾器 94
实验24 奇妙的烟圈——且行且大，可灭烛焰 94
实验25 空气气流Ⅰ——绕流灭烛 95
实验26 空气气流Ⅱ——烛焰是“吹”灭的吗？ 95
二、液体力学 97
实验27 不可压缩的液体——气流帮忙，用手也能捏碎生鸡蛋 97
实验28 水压——压强均匀分布 97
实验29 水柱中的压力——水平面与小孔高度差决定出水速度和射程 98
实验30 连通管——水柱高度始终相同 99
实验31 压强计——漏斗潜水越深，水柱显示压强越大 99
实验32 一个简单的压强计——水柱高度测量下端管口的压强 100
实验33 小孔射程大比拼——高不成，低不就，最佳位置是中间 101
实验34 虹吸管——引水下山的妙招 103
实验35 浮力Ⅰ——浸在液体中的物体感受到的向上的力 105
实验36 称一只手的重量——巧用水中所占体积相同的水的重量 106
实验37 浮力Ⅱ——分子引力抵消浮力 106
实验38 浮力Ⅲ——压力抵消浮力 107
实验39 漂浮——漂浮物体在水中排开的水量与它自身等重 107
实验40 生鸡蛋的沉与浮——与液体密度的比较是关键 108
实验41 容易误判的木头——三棱柱木块在水中和盐水中方位不同吗？ 108
实验42 浮动的稳定性——行船不翻的物理秘诀 112
实验43 水下燃烧的蜡烛——精心打造烛墙，保卫蜡烛燃烧如故 112
实验44 浮动Ⅰ——能上能下的火柴头 113
实验45 浮动Ⅱ——临界比重可有条件升降自如 114
实验46 U形船——潜水艇出入水面原理演示 115
实验47 伯努利原理Ⅱ——通道变窄，流速反而变快，怎么回事？ 115
实验48 等高小孔射程比拼——小孔面积大小成关键 117
实验49 旋涡——制造有序，防止乱流堵塞 118
三、热学 119
实验50 热或者冷？——靠比较而得的温度感觉不靠谱 119
实验51 一种简单的温度计——密封空气热胀冷缩原理助水柱热高冷低 119
实验52 温度指示器——冷胀热缩的橡胶温度计 120
实验53 热能——锤子的动能转变成金属板的热能 120
实验54 热的传导——其能力由组成物体的材料而定 121
实验55 控制热传导的一个窍门——手绢不怕燃着的香烟 121
实验56 再谈热传导——良导体带走热量，降温灭烛焰 121
实验57 绝热——热水温度下降的快慢，考验绝热材料的性能 122
实验58 热容量——质量大热容量就大 122
实验59 纸锅——把热量传递给水，纸盒也能当锅用 123
实验60 钢的燃烧——与空气接触面积大的物体，燃烧更好 123
实验61 热空气与冷空气——谁轻谁重，称一称 124
实验62 空气受热膨胀——冷空气受热膨胀给气球充气 124
实验63 暖空气上升——暖空气密度小，自然上浮 125
实验64 暖流——暖空气上升，冷空气下沉 125
实验65 暖气流——封闭的空气柱，温度升高压强增大 126
实验66 冒烟的烟囱——烟往压强小、抵抗弱的地方跑 126
实验67 向下燃烧的火焰——只要压强低，上下不是问题 127
实验68 自制螺旋桨——气流使其转动 127
实验69 固体的热传导——金属线热胀冷缩，橡皮筋冷胀热缩 128
实验70 水冷凝——水蒸气遇冷凝结 129
实验71 雨——模拟雨的形成 129
实验72 瓶子里的雾——增大水蒸气压强，自制凝结核造雾 130
实验73 水的密度——与温度相关，4摄氏度时密度最大 131
实验74 热水、冷水——热水膨胀 131
实验75 水蒸发——与水液化相反的过程 131
实验76 蒸发致冷——蒸发需要消耗热量 132
实验77 沸腾——压强降低，沸点降低 132
实验78 冰山——鉴别两种方法的优劣 134
实验79 表面张力——细粉检验表面张力的大小 135
第三部分 振动和波 139
一、振动和波 139
实验1 振动——产生振动的多种方式 139
实验2 记录振动——把时间流逝定位成纸上的一条直线 139
实验3 圆锥摆——摆锤悬线轨迹为圆锥面的摆 140
实验4 一个天平的摆动——小扰动也能破坏平衡 141
实验5 李萨如图——变化多端的两个垂直方向振动的合成 141
实验6 耦合摆——耦合松紧带，摆动主次的和事佬 143
实验7 简谐振动函数——时间坐标小变化，实验记录意义大清晰 144
实验8 长而软的绳子——横波演示与表达 146
实验9 长而软的螺旋弹簧——纵波演示及表达 149
实验10 波的模拟——自制纵波动画 153
实验11 叠加原理——两把梳子演示冻结波及它们的苏醒 156
实验12 驻波Ⅰ——弦的一维驻波 156
实验13 驻波Ⅱ——自制驻波发生器 162
实验14 驻波Ⅲ——纵波驻波动画演示 164
实验15 纵波驻波——实物演示 167
实验16 摆动的膜——一种圆形的二维驻波 168
二、声音 169
实验17 声音和振动——声音和振动有必然联系 169
实验18 让声波看得见——声波的空气振动激发实物振动 171
实验19 介质的作用——机械波传播的必要条件 171
实验20 水介质——传声虽比空气好，但透射到空气中的声音要减弱 173
实验21 固体中的声音——钟表的嘀嗒声，通过桌面进入耳朵的声音更大 175
实验22 声音的传播Ⅰ——绳子传播的声音能量大于来自空气的能量 175
实验23 声音的传播Ⅱ——声音沿金属管线而行，走得更远 176
实验24 简易电话——简单措施诱使声音沿线进耳 176
实验25 声音的速度——雷声从何处来？ 177
实验26 声音的传播方向——用固体音障规范声音通路 177
实验27 频率和调高的关系——频率越大，音调越高 178
实验28 乐器——土吉他演示真原理 179
实验29 木琴——质量大、频率低，普适的乐器原理 180
实验30 瓶子乐器——管乐原理，空气柱振动 181
实验31 一个乐器——空气柱短长与音调高低的直接诉说 181
实验32 金属棒的音乐 184
实验33 颤动的膜——二维驻波振动模式小展 184
实验34 多普勒效应Ⅰ——声源运动压缩或者拉伸了声波 186
实验35 共振频率——固有频率是内因，振动频率是外部条件 188
实验36 共振——同样结构的发声器，用共振确认细节 188
实验37 钢琴上的共振——“哑键”共振，别样音乐效果 188
三、水波 189
实验38 没有东西被输送——看似传送带的水波，不是传送带 189
实验39 叠加原理——波干涉的本质原因 189
实验40 水波的特殊形式——不可忽略的表面张力水波 191
实验41 波的速度——深水波有色散，波速取决于波长 193
实验42 水波衍射——衍射物尺度与水波波长的比较决定效果 194
实验43 水波的折射——浅水波波速解释海边常见现象 195
实验44 本征振动——自制水面同心圆二维驻波，漂亮！ 196
实验45 非线性水波——叠加原理不再适用的波动 197
实验46 振动和波的能量——孤立和非孤立系统大不同 198
实验47 多普勒效应Ⅱ——点波源运动速度大于波速的马赫锥 199
参考文献 202