物理趣题 [两道物理趣题]

时间：2018-12-28 03:28:36　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　1.过桥问题　　如图所示，一座桥最多能承受600N的压力，有个人体重580N，带着三个质量为1kg的球，准备过桥. 　　　　有人说：他可以像杂技演员那样，轮流把球抛向空中，使得总有一个球在空中，手中只拿着两个球，这样过桥对桥的压力正好是600N，人就能通过桥了.
　　但也有人认为：把球抛向空中，对桥的压力超过了600N，是过不了桥的.
　　谁的说法更有道理呢？
　　解析为了回答这个问题，可以先做一个实验.找一个体重580N的人站在磅秤上，请他手中托一个10N重的球.这时，磅秤指示为590N.但在他抛球、接球过程中，磅秤读数都比590N大.接下来，我们来仔细分析一下导致读数变大的原因.
　　当他手托一个球站在磅秤上，体重加球重，当然是590N.从力学角度来分析，球受到的重力和手对球的支持力是二力平衡，球对手的压力也等于10N.这样人作用在磅秤上的压力是590N.
　　当把球向上抛出，手对球的作用力必须大于球的重力，球才能向上做加速运动.所以当球即将离手时，此刻人对磅秤的实际作用的压力就大于590N，所以磅秤的读数就大于590N.
　　当球下落的时候，由于球在运动中，速度由慢变快，接到球时，手给球的力必须大于球的重力，才能使球减速，把球接稳.根据作用力与反作用力相等，球对手的压力大于10N，所以磅秤的读数也会大于590N.
　　根据这个实验，如果这个人在过桥时，一只手拿住一个球，另一只手又抛球和接球，人对桥的压力就一定超过了600N，所以即使像杂技演员那样也无法过桥.
　　2.核潜艇问题
　　2000年8月12日，质量m=1.4×107kg的俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，引起国际社会的普遍关注.对此考虑以下问题：
　　（1）经研究，“库尔斯克”号的打捞方案之一，是在潜艇周围缠满可充气的负载量大的浮力袋.若每只浮力袋充气后的体积V0
　　=10m3，请估算需用这种浮力袋多少只？
　　（2）按海难救援国际惯例，8月19日晚，挪威潜水员曾抵达“库尔斯克”号并打开紧急逃生舱盖.若舱盖面积S=0.5m2，海水深106m，则海水对舱盖的压力F约有多大？
　　（海水密度近似取ρ=1.0×103kg／m3，g
　　=10N／kg）
　　解析打捞“库尔斯克”号所需浮力袋的只数可由二力平衡和阿基米德原理求出.知道潜艇沉没的实际深度，根据液体压强的计算公式，求出海水对舱盖的压强.又已知舱盖的面积，即可求出海水对舱盖的压力.
　　（1）设需要N个浮力袋，由二力平衡有
　　F浮=mg.
　　根据阿基米德原理F浮=ρgV排=ρgNV0，
　　即ρgNV0=mg.
　　N=■=■
　　=1.4×103个.
　　（2）设海水压强为p，
　　由公式p=ρgh和F=pS有
　　F=ρghS
　　=1.0×103kg／m3×10N／kg×106m×0.5m2
　　=5.3×105N.
　　
　　“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”

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