枪虾——武器应用专家(课后习题拓展)

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九年级物理课后习题提到了枪虾，我一查资料，才发现它是位武器应用专家。为此写文给大家介绍一下。

观察下图发现，枪虾大螯的内侧是一个整体，固定不动，上面有一个凹槽；外侧可以转动，上面有一个柱状凸起，能够恰好嵌入内侧的凹槽。

当枪虾闭合大螯时，外侧的凸起瞬间插入凹槽，挤出的水柱向前射出，速度高达32m/s左右。

类比是认识陌生事物的好方法。枪虾的大螯，一侧不动，一侧可夹紧，如上图左侧的螃蠏的螯一样。

我们吃蠏螯时，观察到它的肌肉非常的发达，咬合速度极快，咬合力极强，人用力也分不开。

这是个费力杠杆，费力省距离，咬合速度极快。

枪虾大螯不是靠持续肌肉发力，而是象油笔芯弹簧那样，手压笔上装置，弹簧慢慢储能，达到一定位置，触发闭锁装置释放弹性势能，笔芯迅速动作，进入笔管内。

本想有鞭炮和枪弹来描述，鞭炮里的火药是向四周爆炸，弹壳和枪管控制子弹向前射出。

我们玩水，鞋子快速踩踏水，水会向四周溅射，赤脚用脚后跟在泥地上踩在深窝，再用力快速踩踏，水会沿洞窝方向射出。

（上述不是废话，是告诉家长生活经验的重要性，多陪孩子接触大自然）

可惜，这些孩子可能都没有体验过，甚至没有看到过。

那就找两个粗细比较接近的圆柱形饮料瓶，粗的剪掉上半部分，装有少量的水，再用细些的饮料瓶快速插入，观察水的喷射情景。

我们学过：在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。压强越小，液体的沸点越低。

枪虾的螯在咬合时喷出的高速水流，导致压强变小，海水的沸点降低，急剧沸腾，汽化成气泡。

枪虾生活在㳀海中，一般在六十米以内，如果为30米，由液体压强公式估算大约为三个标准大气压。

对气泡进行挤压，在强大的压力作用下，瞬间爆裂，用时约一万分之六秒，做功极快。海水冲撞发现巨大的爆炸声。

此过程，机械能转化为声能。在有积雪的山谷中不要大声说话！声能会导致雪崩。

压缩气体时，对气体做功，内能增加，温度骤升，产生约4500-4700℃的高温，十分接近太阳的表面温度（约4800℃）。

以上是在极小的空间内升温，对周围的大量海水温度影响极小。

这和我们使用打气筒快速打气，过一会儿筒壁发热的道理是一样的。机械能转化为内能。

采用高速摄像机拍摄枪虾的攻击过程时，还可以观察到持续数亿分之一秒的亮光，称为“虾光现象”。

这是因为高温使泡内气体部分电离成等离子体（见高中物理），通过辐射发出极短极弱的蓝白光。

这个过程和201电车送电时产生电火花类似。详见：

注：上本中第二张和第三张实况图中，都能看到电火花。高电压击穿空气，电离发光。具体讲解请深造，此处不深谈。

上述伴随产物，放出冲击波，高达约210分贝，能击晕小鱼小虾，还有噼啪声。

科学家受蝙蝠‌回声定位‌原理的启发发明了声呐。也可以模仿枪虾的某些原理发明新设备。

如超声波破碎人体内的结石，功率大，对人体内部组织伤害大。

可用微秒级空化冲击波替代超声波。仿枪虾做成低频机械空化探头，比连续超声波更省电，气泡更可控，对人体损伤更小。