下雨是一个常见的天气现象。一个地方雨水过少，就会干旱；雨水过多，就成涝灾。那种顺应农时的“及时雨”最受人们欢迎，“好雨知时节，当春乃发生。随风潜入夜，润物细无声。”杜甫的这首诗就是对春雨的深情赞美。

实际上，雨对人类是福是祸，全由雨水在空间和时间上的分布是否均匀决定。就全球来讲，每年的降雨量大抵上是差不多的，为什么呢？道理很简单：地球表面的水在太阳辐射下获得能量，汽化成水蒸气；水蒸气上升到高空因冷却而液化成小水珠；当小水珠所受到的重力大于浮力时，就落回地面，这就是雨。因为每年太阳辐射到地球的能量基本上是一个常数，地面上每年水的蒸发量基本上保持不变，所以每年全球的降雨量基本上是一个常数。那么，每年全球降雨量是多少呢？这是一个有趣但难度不太大的问题，只要拥有几个必要的数据和简单的物理知识就可以解决了。

一、几个必要的数据

太阳照射常数k=630J/m²·s：指在地球表面，在垂直太阳光线的方向上，1m2的面积上，1s内获得的太阳能是630J。

地球的半径R=6400km：地球是不规则球体，赤道半径与极半径不等，但相差不大，通常估算中可忽略不计，取6400km。

地球表面的水域面积占整个地球表面积的70%。

水的汽化热L=2.5×106 J/kg：单位质量的液体变成同温度的气体时，所吸收的热量叫做这种液体的汽化热。我们知道蒸发在任何温度下都可以发生，而不同温度和压强下的汽化热不同，这里取的是常温常压下的汽化热。

二、建立估算模型

为了解决问题，我们必须对所研究的问题适当简化，抓住主要因素，进而提炼出估算模型，这也是解决复杂问题的一般做法。

简化步骤1：太阳到地球非常遥远，大约为1.5×10¹¹m，这样太阳光从其表面出发后，到达地球时，在地球尺度的范围内，可以认为是一束平行光，如图1所示。

简化步骤2：地球表面是球面，每时每刻太阳照亮半个球面，在地表的绝大部分，太阳光与地面不垂直，但照在整个半球面上的太阳能和垂直照射在半径等于地球半径R的圆面上的太阳能必然相等，这样我们就得到了图2所示的估算模型。

三、估算一年降雨量

估算方法：根据上面的模型，算出一年内地球有水覆盖部分吸收的太阳能；再计算这些能量所能汽化的水的质量，这些质量应等于一年的雨水的质量；通常气象学的降雨量用降水厚度表示，所以全年降雨量应等于雨水总体积除以地球的表面积。

地表水面一年内吸收的太阳能为Q：

就是说，如果把全年的降落的雨水集中起来，再均匀地覆盖在整个地球表面，厚度大约为1.38m，这样我们对一年内全球的降雨量就有了比较直观的认识。（刘树田）

双指找重心

【提出问题】

形状规则且质量分布均匀的物体的重心在其几何中心上，如质量分布均匀的圆柱形细棒重心在其中点上。那么，如果给你一根粗细不均匀或质量分布不均匀的细木棒，你能用最简单的方法很快找到其重心位置吗？

【解决问题】

将左右两手的食指伸出，使两食指水平放置并保持大致平行，两指间的距离比细棒稍短些。然后把细棒平放在两个食指上，如图a所示（俯视图）。

移动两手，使两食指缓慢靠拢，细棒则在两指上交替滑动，直到两指靠到一起。细棒的重心就在两食指交界处的正上方。

【理论解释】

图b是细棒的受力示意图，G是细棒受到的重力，两手指对棒的支持力分别为N1、N2，摩擦力分别为f1、 f2。当重心离左食指较近时，左食指对棒的支持力N1大于右食指对棒的支持力N2，由于最大静摩擦力跟压力N成正比，所以左食指对细棒所能提供的最大静摩擦力也大于右食指对细棒所能提供的最大静摩擦力。因此当两食指相向靠拢时，细棒与左食指保持相对静止，而与右食指发生滑动；当右食指滑到离重心更近一些时,由于棒与右食指间的最大静摩擦力比左食指与棒间的最大静摩擦力更大一些,所以左食指和棒发生相对滑动。总之，随着细棒重心到两手指间距离关系的改变，两手指与细棒之间交替滑动，直到两指并拢为止。

【思考题】

本实验只是寻找细棒重心的简单方法，误差在所难免。除了用上述方法外，你还能想出其他方法吗？

（欢迎你把答案寄到《中学科技》“科学不倒问”栏目收，我们将择优录用刊登。）