埃及金字塔的结构之谜

埃及金字塔的结构之谜

高一二班

课题组长：柴岳

成员：仲翔王硕赵彬

指导者：廖菲老师

时间：2012年4月8日星期日

目录

一、埃及金字塔的结构简图及图片

二、金字塔的神秘数据

三、修建的建筑知识

四、我们所能学习的物理知识

五、金字塔对现代生活的影响

一、埃及金字塔的结构简图及图片

A、入口

B、梯型走廊

C、地下室

D、维护通道

E、上升通道

F、王后墓室

G、通气孔

H、大长廊

I、接待室

J、国王墓室 K、重力缓解室

二、金字塔的神秘数据

（1）世界七大奇迹之一的金字塔，位于开罗附近吉萨省的胡夫金字塔——法老胡夫（Khufu）的陵墓——是埃及最大的金字塔，大约建于公元前2500年左右，该金字塔大约由230万块石块砌成，外层石块约115000块，平均每块重2．5吨，如果把这些石块凿成平均一立方英尺的小块，把它们沿赤道排成一行，其长度相当于赤道周长的三分之二。

（2）金字塔整体成正四棱锥形，底面正方形面向东西南北四个正方向，边长230.5m，误差不到20厘米；塔高146.6m(现高约137m)，相当于40层楼高。更让人惊奇的是，胡夫大金字塔的塔高乘上十亿等于地球到太阳的距离。

（3）假如把这些石块凿成平均一立方英尺的小块，其长度相当于赤道周长的三分之二。金字塔底角不是60°，而是51°51'，所以每壁三角形的面积等于其高度的平方。

（4）塔高与塔基周长的比就是地球半径与周长之比，因而，用塔高来除底边的2倍，即可求得圆周率。有人认为它证明了古埃及人已经知道地球是圆形的，还知道地球半径与周长之比。

（5）塔高乘以109就等于地球与太阳之间的距离，大金字塔不仅包含着长度的单位，还包含着计算时间的单位：塔基的周长按照某种单位计算的数据恰为一年的天数。

三、修建的建筑知识

在修建金子塔之前肯定有许多前序工作。首先，我们设想，在建造金字塔之前，一定得先画出一张平面图。它大概就是世界上的第一张平面图了。分析起来，制图人肯定知道，图样和竣工后的建筑物，尺寸尽管可以不同，形状却是一样的。由此可以判断，当时的埃及人已经掌握了比例和相似形的知识。我们中学所学的相似三角形知识可能就是从这里创造出来的吧！

画出平面图后，应该平出一大片空地，在地上放出实际尺寸，准备动工。建筑材料都是几吨重的大石块，一座金字塔要用许多这样的石块。那时候还没有发明车辆，也没有像现在这样的道路，只能用船沿着尼罗河把石头运到尽量靠近的地方，再用滚木把它们运到工地。从这里我们可以看到他们也已经知道并且运用了我们所学的物理知识中的利用滚动摩擦代替滑动摩擦时摩擦力要小的原理了吧。每块石头都得事先按一定的形状凿好、磨平。石块的每个角，都要用三角板反复校正成直角。接着，铺设庞大的石头层作地基。第二层要按一定的比例小一些，并且使每一层正好放在下面一层的中间。这样一层一层往上加，四面相等地缩小，最后准确地在塔尖会合在一点。

怎样准确画出直角，很可能是古埃及人要解决的最大难题。因为金字塔的地基必须严格地成为正方形，四个角就必须是严格的直角；不管是哪一个角有微小的偏差，都会使整个建筑物

走形。那时候还没有发明测量仪器，要做出周长一公里那么大的正方形，实在不简单!

那么，要检查墙壁或者巨石的一面是否直立，怎样在空中做出直角来呢？我觉得这和现在农村的时候经常还可以看到那些工匠运用钉锤线，也就是在一根绳子的一端绑上钉锤，另一端固定在墙壁上让锤准线自由摆动，当它停下来的时候就与地面成直角。要是墙壁能和锤准线平行，它就和地面垂直。古埃及人可能是巧妙地使用了锤准线。

四、我们所能学习的物理知识

（1）利用滚动摩擦代替滑动摩擦时摩擦力减小

摩擦是相互接触的物体在接触面上发生阻碍相对运动的现象。阻碍相对运动的力叫摩擦力。摩擦可分为静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦。静摩擦力。静摩擦力就是你用很小的力去推原本不动的物体，物体虽然没有动，但它已经和地面产生了摩擦，物体要克服最大的静摩擦力，才能滑动。筷子能夹住菜，人能在地面走，靠的都是静摩擦力。

滑动摩擦。滑动摩擦就是物体沿另一物体表面滑动时产生的摩擦力。物体受到的滑动摩擦力的方向和它的运动方向相反，所以，才会产生摩擦。

滚动摩擦，滚动摩擦就是物体在另一物体上滚动时产生的摩擦。

滚动摩擦比最大静摩擦和滑动摩擦要小得多，在一般情况下，滚动摩擦只有滑动摩擦阻力的1/40到1/60。所以在地面滚动物体比推着物体滑动省力得多。

所以古埃及人利用这一原理减少搬运石块所产生的巨大摩擦力

（2）利用重锤线测量是否垂直

重锤线是利用重力的方向总是竖直向下的原理造的

他的工作原理是重锤要保持最低位能，就要向地心靠近，牵引线就保持铅直状态，所以古埃及人就利用这一点测量是否垂直（3）杠杆原理

杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（用力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1〃 l1=F2〃l2。式中，F1表示动力，l1表示动力臂，F2表示阻力，l2表示阻力臂。从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。

古埃及人利用杠杆原理就可以把巨石架起，可见其重要

金字塔的结构之谜

五、金字塔对现代生活的影响

我们暂且就当金字塔一定是古埃及人造的，那么在建造的过程中，就发明了许许多多的原理，比如刚才的三点：利用滚动摩

擦代替滑动摩擦时摩擦力减小、利用重锤线测量是否垂直、杠

杆原理，这三点在现代生活中起到了很大的影响，比如现在的

起重机，水准仪等等。同时也为物理和数学提供了很大的贡献，可见研究埃及金字塔的结构之谜对我们有很多好处，所以我们

更要加紧对所有事物的研究和创新，为我们的社会发展做贡献。

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