你玩过“飞去来器”吗？它还有个名字叫回旋镖。这是一种神奇的玩具，当你将它用力扔向前方时，它会在空中旋转着划出一道奇妙弧线，最后准确地回到你的手中。当然，这需要你姿势正确，并且反复练习才能成功。回旋镖的历史回旋镖被认为是由澳大利亚原住民发明的一种原始狩猎工具，它是一种弯曲的扁平旋翼，可以用来击打远处的猎物，也可以拿来当成武器。事实上，不只是在澳大利亚，人们在欧洲甚至古埃及也发现了类似的器物。著名的埃及法老王图坦卡蒙的墓葬中就保存有几支年前古埃及人制作的精美飞镖，据说这些飞镖既有直飞的也有回返品种。最早的回旋镖并不能返回，它实际上可能就是一根树枝或一根腿骨，古人用它来投掷，用来击打远处的猎物，或者单纯用于防御野兽的袭击，因此称其为“投掷棍”或“飞旋镖”更合适。这种东西从石器时代就已经被我们的先人使用，考古学家们从波兰喀尔巴阡山脉的Obazowa洞穴中发现的一种飞旋镖是用猛犸象牙制成的，根据加速器质谱测年，它至少有3万年的历史，这可能是人类制作最早的一支飞旋镖。原始人类是靠投掷树枝和石头来狩猎的。可能是经过长期的摸索发现弯曲的树枝在空中的飞行轨迹更稳定，可以扔得更远更准，同时在自然界中弯曲的树枝永远多于笔直的木棍，慢慢地人们开始将那些用得顺手的坚硬树枝保留下来，将其打磨成一件称手的兵器。从实用的角度看，能够返回的回旋镖由于投掷的准确性不如木棍，因此它不是理想的武器，狩猎者会倾向于选择那些结实并且拥有笔直弹道的木棍。今天我们看到的回返式飞镖也许是一种阴差阳错的结果，它们最初被打磨成扁平，或许是为了便于携带，又或者被用来切割和剥离兽皮，然后被发现打磨后的某些飞旋镖存在奇异的飞行轨迹，进而逐步演化为回旋镖。回旋镖在飞行的过程中会因为切割空气而发出声音，同时它在空中像一只疾飞的隼鸟，澳洲土著常常用它来惊吓、驱赶和击打鸟群，当它不能击中飞鸟时还能飞回来，这样猎人就不会轻易丢失狩猎工具了。飞旋镖如何保持稳定？早期的人类会选择细长的棍棒打击猎物，当猎物的位置更远，棍棒无法够到时，人们会选择将棍棒投掷出去。慢慢地，猎人们发现那些弯曲的棍棒可以打得更准，于是刻意寻找和加工这些树枝专门用于投掷。为什么弯曲的树枝比那些直的棍子打得更准？这是因为弯曲树枝的质心处于两个分支所组成平面的中间某个位置，当树枝被投出时，它在空中以这个平面绕质心旋转。这就像是一个形状不规则的陀螺，旋转使飞行变得更加稳定，也令投掷变得更加准确。为了获得稳定的角动量，投掷者需要掌握一定的技巧。他首先需要保证树枝在飞行的过程中是绕质心旋转，同时这种旋转应当发生在由枝杈组成的共同平面上。投掷者不能乱扔，否则树枝的飞行弹道不可能操持稳定，自然也就无法击中目标。如果树枝比较直，它一端拥有较大的质量（比如有一个大疙瘩）也可以产生类似陀螺的稳定旋转。当我们将一把斧头扔向前方时，斧头的木柄会围绕其头部旋转，使斧头产生准确的弹道。飞斧是中世纪欧洲步兵和骑士杀伤敌人的重要手段之一，现在它成为伐木工人的一项竞赛和娱乐活动。回旋镖如何才能飞回来？不知道你是否玩过竹蜻蜓？它是我们小时候的玩具，据说在战国时期就已经被发明出来了。竹蜻蜓由两部分构成：一个由木片或竹片制成的细长旋翼，在其中心位置插上一根细竹棍。当用手搓动竹棍时，旋翼会快速旋转产生升力，这时松开手，它就像直升飞机一样升到空中。回旋镖不是平直的，它的质心大多数并不位于其中心点，所以你不能给回旋镖也装一个轴。但由于回旋镖是绕质心旋转的，所以我们依然可以将它打磨成直升飞机旋翼的样子。从侧面看，它与竹蜻蜓的侧视图基本相同。机翼的剖面是一个上方弧度比下方弧度更大的水滴流线形，当机翼在空气中运动时，气流通过机翼后会改变方向向下弯曲。根据牛顿第二定律，这种流动方向的变化需要机翼对空气施加向下的力。然后，牛顿第三定律要求空气对机翼施加向上的力。因此产生了与方向变化相反的反作用力升力。在飞机飞行的过程中，机翼对空气施加向下的力，而空气在机翼上施加向上的力。空气是流体，在流体动力学中有一个著名的伯努利原理，它指出：流体速度的增加与压力的降低或流体的势能的降低同时发生。换句话就是速度越快压强越低。机翼上方的空气速度相对于下方空气的速度更快，因此机翼上方空气的压强比下方更小，机翼被空气抬升。在飞行的过程中，机翼的受力与它切割空气的角度（迎角）有关，也与机翼切割空气的速度有关，机翼的速度越快，它受到的升力就越大。这一点很重要，它是回旋镖能够返回的重要因素。在讲物理之前，我们先来看一下回旋镖的投掷方法：你需要竖直握住回旋镖的一端，使其向外侧倾斜约15°~20°的小角度，找准迎风的方向再将身体向左或向右转约45°以便利用风力，将其举过头顶用力向前投出去。现在我们知道了，飞旋镖最初是以一个倾斜的角度向前飞行的。它在空中围绕着自己的质心做陀螺旋转运动，同时通过旋翼切割空气获得升力，这样它就不那么容易掉落下来。同时在飞行的过程中，飞旋镖运动轨迹外侧的运动速度总是快于其内侧速度，这是因为我们在投掷的时候给了它一个初始的角动量，它会以逆时针自转着向前飞行。由于外侧切割空气的速度更快，空气对这个旋转物体外侧的反推力也更大，这个反推力会迫使飞旋镖不断改变其自转轴的角度，因此在空中划出一个弧形的轨迹。如果我们投掷的力度、角度正确，并且空气中风向和风力合适，飞旋镖会最终飞回到你的手里。总结：飞旋镖之所以能够回到我们的手中，是因为它的设计考虑了空气动力学原理。尽管飞旋镖并不全是完美的旋翼，但它可以在空中围绕着自身的质心做稳定旋转，其旋翼切割空气为更长的滞空时间提供了升力。由于飞行轨迹外侧的旋翼相对速度更快，空气对其有更大的推力，它推动飞旋镖在运动过程中自转轴的角度发生改变，从而改变了其运动轨迹。飞旋镖是否能够回到你的手中与它的气动设计外形相关，与你投掷的角度、速度以及风向也有很大的关系，你需要通过反复的练习才能达到理想的效果。最后，在玩飞旋镖的时候一定要选择一个相对开阔的场地，同时应该避开人群。木制回旋镖飞行速度很快，杀伤力很大，你在投掷时需要时刻留意它的状态，接镖时也需要时刻小心，以免被它击伤。
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