牛頓運動定律
3、用牛頓第一、第三定律解釋物理現(xiàn)象
【例9】請用自己所學習的物理知識解釋“船大調(diào)頭難”這句俗語的道理.
解析:“船大”,指船的質(zhì)量大,“調(diào)頭難”指改變速度方向難,“船大調(diào)頭難”說明質(zhì)量大的物體慣性大,要改變其運動狀態(tài)需要的力大.
【例10】下列說法正確的是( c )
a、人走路時,地對腳的力大于腳蹬地的力,所以人才往前走
b、只有你站在地上不動,你對地面的壓力和地面對你的支持力,才是大小相等、方向相反的
c、物體a靜止在物體b上,a的質(zhì)量是b的質(zhì)量的100倍,則a作用于b的力大小等于b作用于a的力的大小
d、以卵擊石,石頭沒損傷而雞蛋破了,這是因為石頭對雞蛋的作用力大于雞蛋對石頭的作用力
解析:以上四種情形中的相互作用力等值、反向、共線,這個關系與運動狀態(tài)無關。答案:c
【例11】由同種材料制成的物體a和b放在長木板上,隨長木板一起以速度v向右做勻速直線運動,如圖所示,已知ma > mb,某時刻木板停止運動,下列說法正確的是〔d)
a、若木塊光滑,由于a的慣性較大,a、b間的距離將增大
b、若木板光滑,由于b的慣性較小,a、b間距離將減小
c、若木板粗糙,a、b一定會相撞
d、不論木板是否光滑,a、b間的相對距離保持不變
解析:開始a、b隨木板一起勻速運動,說明a、b所受的合外力為零。當木板停止運動后:
若木塊光滑,a、b大水平方向上不受外力的作用,仍以原來的速度做勻速運動,則相互間距離保持不變。
若木板粗糙,由于a、b的材料相同,它們與木板的動摩擦因數(shù)相同,其加速度相同,即a、b以相同的初速度和加速度做勻減速運動,所以它們之間的距離仍保持不變。答案d
思考:①若a、b的動摩擦因數(shù)不等,則a、b間的距離可能怎樣變?
② 為什么本題的結(jié)論與a、b的質(zhì)量無關?
【例12】蛙泳時,雙腳向后蹬水,水受到向后的作用力,則人體受到向前的反作用力,這就是人體獲得的推進力。但是,在自由泳時,下肢是上下打水,為什么卻獲得向前的推進力呢?
【解析】圖表示人體作自由泳時,下肢在某一時刻的動作:右腳向下打水,左腳向上打水。由圖可見,由于雙腳與水的作用面是傾斜的,故雙腳所施的作用力p和q是斜面面的(水所受的作用力是斜向后的)。p的分力為p1和p2,而q的分力為ql和q2,pl和q1都是向前的分力,也就是下肢獲得的推進力。
同樣道理,魚類在水中左右擺尾,卻獲得向前的椎講大.也具由于向前的分力所致
【例13】如圖所示,水平放置的小瓶內(nèi)裝有水,其中有氣泡,當瓶子從靜止狀態(tài)突然向右加速運動時,小氣泡在瓶內(nèi)將向何方運動?當瓶子從向右勻速運動狀態(tài)突然停止時,小氣泡在瓶內(nèi)又將如何運動?
【解】在許多學生的答卷中這樣寫道:當瓶子從防止狀態(tài)突然向右運動時,小氣泡在瓶內(nèi)由于慣性將向左運動;當瓶子從向右勻速運動狀態(tài)突然停止時,小氣泡在瓶內(nèi)由于慣性將向右運動。
而正確答案剛好與之相反。因為當瓶子從靜止狀態(tài)突然向右加速運動時,瓶中的水由于慣性要保持原有的靜止狀態(tài),相對瓶來說是向左運動,氣泡也有慣性,但相比水來說質(zhì)量很小,慣性小可忽略不計,所以氣泡相對水向右移動。同理,當瓶子從向右勻速運動狀態(tài)突然停止時,小氣泡在瓶內(nèi)將向左運動。