正文 第12章(2 / 3)

什麼是物質的密度

物體中含有物質的多少叫做質量,質量的單位是千克。單位體積中的質量叫做密度,密度是物質的重要特性之一,每一種物質在一定條件下都有一定的密度。如:每立方米的水是1000千克,每立方米的黃金是19300千克。不同的物質密度相差很大。在標準情況下每立方米的氫氣是009千克。而每立方米的原子核質量達到100萬億噸(1017千克),相當於1立方厘米1億噸。在生產和生活中人們可以用密度來鑒別物質。譬如:若有人在黃金工藝品中摻了假,一般來講,它的密度就不等於純金的密度,很容易通測其密度來鑒別黃金是否摻了假。

重力與萬有引力有什麼關係

地球對物體的吸引力叫重力。人們通常比較物體的輕和重,其就是比較物體受地球吸引力的大小。牛頓在總結大量事實的基礎上提出,任何兩個有質量的物體之間都存在著相互吸引的力,這種力叫萬有引力。譬如:重物與地球,地球與太陽,原子與原子之間都有萬有引力。重力就是一種具體的萬有引力。甲物體甲和乙物體乙之間萬有引力的大小與它們質量的乘積甲×乙成正比,與它們之間距離的平方r2成反比(即萬∝X(甲

乙r2X))。根據這一原理,1公斤物體在地麵上與地心距離是6370公裏重量是1公斤,若將其放在距地麵6370公裏的太空時重量隻有025公斤。人登上月球的體重(受月球的萬有引力),隻有地球上體重的1/6。

什麼是物體的本性

我們乘火車或者汽車的時候,常常遇到這麼一個情況,當急刹車時人體不由自主朝前傾,甚至有時造成事故。這是為什麼呢?原來是由於物體具有慣性。物體具有保持原有運動狀態的性質叫慣性。在行駛的火車或汽車中,人和車原來具有相同的速度(運動狀態),當急刹車時車的運動狀態急劇改變,人仍然要保持原有運動狀態(即速度),所以造成刹車時朝前傾的現象。慣性的大小用質量來表示,質量越大的物體,慣性越大。以同樣速度行駛的空汽車和載重汽車,空車容易刹車、載重車難刹車,是因為載重車慣性大,運動狀態難於改變的原因。物體靜止時同樣有慣性,質量較小的足球我們容易踢出去,而質量大的籃球踢起來就很困難。這是由於質量大的籃球保持原有運動狀態--靜止的能力強,不易改變的原因。

杠杆原理應用有哪些

地球的質量是巨大的,但竟有人想移動它。阿基米德曾經對一位國王說:“假如另外有一個世界,我可以到那裏去,用杠杆來移動地球!”可見,杠杆的作用是驚人的。杠杆的基本原理是力乘力臂等於重乘重臂。要省力到幾分之一,力臂應是重臂長的幾倍。假如我們要用20公斤的力撬起2噸重的石頭,力臂應是重臂長的100倍。杠杆原理的應用在生活和生產中隨處可見。老虎手鉗剪鐵絲時阻力大,它的手柄就較長,尖咀手鉗夾東西需要的力小,它的手柄就較短。用扳手擰螺絲力臂長時就省力,力臂短時就費力。由動滑輪和定滑輪組成的滑輪組省力實質上也用了杠杆原理。包括我們每天用筷子夾東西吃都用了杠杆原理。

自然界最普遍的定律指什麼

一個物體具有對外作功的本領,我們就稱物體具有能。如拉開的弓,具有把箭射出的本領,我們就稱拉開的弓具有能。自然界有各種各樣的能;機械能、電能、熱能、光能、化學能、核能等等。這些能可互相轉化,如用電氣機車把電能變成機械能;用電燈把電能轉變成光能;用蓄電池把電能轉變成化學能……在這些轉化中的任何過程中都遵守:“能量既不會消滅,也不會創生,它隻會從一種形式轉化成另一種形式,或從一個物體轉移到另一物體,而能的總量保持不變。”這是自然界最普通的定律。我們要得到一種形式的能量。必定要消耗另一種形式的能量。例如:在水力發電站中我們得到了電能消耗了水的動能。鑽木取火,得到了熱能,消耗了機械能。根據這一原理,要造一個永遠對外做功而不消耗其它形式的能量的機械,即所謂“永動機”,是永遠不會成功的。

火車的“吸引力”與運動流體的性質有何關係

先看下麵一個小實驗。取兩張紙,將它們都彎成弧形,使其凸麵相靠近放置。兩手捏住一端,從中間用嘴吹氣,兩張紙不是分開,而是互相靠攏。這是為什麼呢?原來,流體流動時其內部壓強與流速有關,流速大的地方壓強小,流速小的地方壓強大。兩紙其所以能靠攏正是由於其中間凸部流速大壓強小,而凹麵流速小壓強大之故。人站在鐵路旁,當火車高速通過時,會感到火車對人有一種“吸引力”也是這個原因。人靠近火車側的空氣流速大壓強小,遠離側流速小壓強大而形成所謂“吸引力”。這一原理也有許多應用,如:滅蠅噴藥用的小型噴霧器,飛機翅膀的上舉力,都是由這一原理設計而成的。

演員為什麼能飛車走壁

“飛車走壁”是雜技表演中一個非常驚險的節目。演員騎著摩托車在高86米,底部和頂部直徑分別是9米和116米的大圓桶內壁上作特技表演。桶壁是與地麵成815°的角度的絕壁,演員騎著摩托車在其上表演自如,為什麼不掉下來呢?這和物體作圓周運動的向心力有關。當我們用繩子拴一個小球,搶起來使其在水平麵上作圓周運動,我們的手必須給小球時刻施加一個向內的拉力,這個力由於指向圓心叫向心力。飛車走壁演員由於做的是圓周運動,當然也需要向心力,這個向心力是由桶壁提供的。計算表明,當演員轉動的速度達到每秒25米時,為了提供向心力桶壁對演員的壓力達到演員體重的6倍,這壓力產生的摩擦力沿支持麵向上,足以克服演員所受的重力,所以演員是不會掉下來的。轉彎是圓周運動的一部分,也需要向心力,因此,我們騎自行車轉彎時身子要向內傾斜;火車轉彎處內軌道比外軌道低。

輕鬆地上下搖動液壓千斤頂的手柄,一個幾噸重的汽車就頂起來了。可見小小的液壓千斤頂對力的放大作用十分明顯。液壓千斤頂為什麼能放大力呢?這和物理上的帕斯卡定律有關:“加在密封液體上的壓強,能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞。”假設有兩個連通的密封液缸,在其上麵裝了大小兩個活塞。由帕斯卡定律知,加在小活賽上的壓強P能大小不變地傳給大活塞。因此,大活塞受力2與小活塞受力1應滿足公式:X(21X)=X(P2P1X)=X(21X)若大活塞的麵積是小活塞的麵積1000倍,大活塞上就可以得到放大1000倍後的力。這就是液壓機放大力的原理。液壓機應用十分廣泛,自卸載重汽車、起重機、挖土機、萬噸遠洋輪都裝有液壓機裝置。

什麼是大氣壓

許多人可能都沒有想到,我們這些在地球表麵自由自在活動的人,每人身上時刻承受著約2萬公斤的壓力,這個壓力就是大氣壓。經過科學家托裏拆利,帕斯卡等人的研究,大氣壓強約相當於76厘米高水銀柱產生的壓強。為應用方便,人們規定76厘米高水銀柱產生的壓強為1標準大氣壓,1標準大氣壓相當於10336公斤/(厘米)2,即一個指甲蓋大小的麵積受1公斤多的壓力。人的表麵積為2萬平方厘米,所以受壓力為2萬公斤。平時我們覺察不到大氣壓是由於體內外大氣壓強相等的緣故。一般在地麵附近,平均每升高12米,大氣壓強就降低1毫米汞柱。

什麼是物體的速度

速度是表示物體運動快慢和方向的物理量。一個人向東每小時走5公裏,另一個人向西每小時走5公裏,這兩個人運動的快慢一樣,方向不一樣,不能叫速度相同,隻有運動的快慢和方向一樣才叫做速度相同。自然界各種各樣的物質運動的快慢差異很大。人跑步最快可達每秒10米左右,聲在空氣中傳播每秒330多米(常溫下)。光在大氣中傳播每秒達30萬公裏,這是自然界中最快的速度。先看見閃電,後聽見雷聲就是光比聲傳播快的例證。我們說人每小時走5公裏,汽車每小時跑50公裏,飛機每小時飛1000公裏都指的平均速度。汽車等運輸工具上的速度表指示的是每時每刻的速度,叫做瞬時速度。

壓強的應用有哪些

物體單位麵積上所受的壓力叫壓強。通過改變壓力或改變受力麵積都可以改變壓強。雜技上的“站釘板”表演,表演者光著兩隻腳站在布滿尖釘的釘板上,怪嚇人的。其實這裏用了增大受力麵積,減少壓強的道理。若表演者的體重60公斤,兩腳接觸的釘子數是6000根每根釘子對腳有壓力僅001公斤,不足以將腳紮破。若踩的不是6000根,而是60根釘子,每根釘子對腳的壓力是1公斤,後果就嚴重了。坦克的履帶,在沙漠中行走的寬輪汽車都用了增加麵積減少壓強的辦法來防止它們陷入地麵或沙漠。刀用鈍了,斧子用鈍了,我們把它們磨一磨,使用起來就鋒利了。這裏應用了減少其刃部受力麵積,增大壓強的道理。

摩擦力有哪些應用

運動員跑步時穿的運動鞋上為什麼要釘釘子?輪式拖拉機輪子上的“人字形”花紋為什麼凸出那麼高,一句話,是為了增大摩擦力。因為人和在地麵上行走的各種機械實質上是靠摩擦力前進的。摩擦力的大小和互相接觸物體間的壓力成正比,與接觸麵的性質也有關,摩擦力的方向與接觸麵間相互運動的趨勢方向或相對運動的方向相反,而不是與運動方向相反。人腳蹬地跑動時,腳對地有相對向後的運動趨勢(由人跑步時,腳蹬得塵土向後飛揚可以看出。)所以腳受的摩擦力是向前的,這個力越大,人跑的越快,跑鞋上的釘子改變了接觸麵的性質,可增大摩擦力。因此人穿跑鞋跑的更快。拖拉機、汽車輪子上的花紋起了和跑鞋上的釘子類似的作用。摩擦力也可給人們造成煩惱:鞋底磨破,衣服變舊,自行車,手表等損壞。有人估計,每個人需要把一半左右的收入補償在各種各樣的磨損上。據說,美國海軍飛機飛行一小時,其磨損費比燃料費還高。因此減少有害摩擦,增大有益摩擦已形成新興邊緣學科--摩擦學。

物體的重心與穩度有什麼關係

世界上許多古建築的造形是底下大上麵小,如埃及的金字塔,我國西安的大雁塔。它們經過大的地震而保存完好,是什麼原因呢?這和物體的重心與穩度有關。物體的各部分都要受到重力的作用,這些重力合力的作用點叫重心(重心一般與物體的質量中心重合)。物體的重心越低,支持麵越大,重心的重力的作用線越不易移出支持麵,物體的穩度就越高,物體越不易傾倒。金字塔,大雁塔的造形就是利用這一點,所以穩度很高,任何物體不傾倒的基本條件是重心的重力的作用線不能移出支持麵。雜技演員5個人在6張疊起的椅子上作各種動作表演,要保證表演成功,他們一定要掌握好重心的重力作用線不能超出椅子的支持麵。

物體在水裏時由誰主沉浮

將一塊鐵放到水中會沉下去,而同樣用鐵做的軍艦卻可以在水中自由航行並不沉下去。這主宰沉浮的奧秘在那裏呢?在阿基米德定律。原來,浸到液體裏的物體要受到向上的浮力,浮力的大小等於物體排開液體的重量。當物體能排開液體的重量小於物體自重的時候就會下沉,大於物體的自重就不會下沉。鐵塊能排開水的重量小於自重所以沉下去,軍艦能排開水的重量大於自重所以能漂浮起來。任何物體侵入液體中都要受到浮力作用,人在遊泳池中很容易跳起來,就是由於受了水浮力的結果。在離地中海不遠的地方有個內陸湖叫死海,那裏水中的含鹽量為23-25%。人能排開水的重量大於人的體重,人可以躺在水麵自由地看書,不下沉。

速度和加速度是一回事嗎

當球滾下斜坡時速度增加,但其加速度取決於坡的傾斜度。坡頂加速度最大,因為此時坡最陡;當球下滾時,傾斜度減小,因而球的加速度也減小。所以在速度增加的同時,加速度卻在減小。記住這個例子,當你忘了速度和加速度兩者的差別時就想一想此例。g為自由落體的加速度--或者說在豎直的“坡”上的加速度,我們將球的加速度a表示為g平行於斜坡表麵的分量。坡越陡,a越接近於g。或者也可以說,坡越平,a越接近於零--在水平麵上球的加速度就是零。後麵,我們將要討論矢量的分量。嚴格地說,我們對這個球的加速度的描述還不完整,因為它是在曲線軌道上運動而不是在直線軌道上運動。曲線運動還有另外的作用,以後我們將對之進行探討。

最高點的加速度是多少

盡管其速度在某瞬間為零,但它仍然有一定的速度變化率。若考慮石子在此之前或之後的某一瞬時的運動,這一論斷就十分明顯,因為在前後兩點石子是在運動。例如,在到達最高點前或後1秒時,石子速度是98米/秒。因此,在通過速度為零的點時,石子的速度有一變化率。這個變化和速度為任何值時具有的變化率一樣。如果忽略空氣阻力,這個速度變化率就是98米/秒2。或者從另一種觀點來看--牛頓第二定律表述為:作用於物體的任何淨力都能使之具有加速度。在運動路徑的所有點上--包括最高點,石子都受到重力的作用,並產生一個常數加速度。又如,若在最高點的瞬間石子靜止,並且不被加速,那麼它將保持靜止狀態,這意味著它不會下落--永遠不會。

慣性起作用了嗎

任何物體都將保持靜止或勻速直線運動的狀態,除非有力作用於其上來改變它的運動狀態。那末慣性是這一現象存在的理由嗎?不是。因為我們並不真正知道為什麼靜止的物體趨於保持靜止,或者運動物體趨於勻速直線運動。盡管我們對於物體表現出這種可預言的行為的原因一無所知,我們仍可將這種性質稱為慣性。問題中所作的表述是根據我們已有的經驗得出的簡單規律,稱之為牛頓定律或慣性定律。我們對於認識了的和還不認識的事物都給予某種符號和名稱。接受學校教育,就是要弄清哪些符號和名稱是我們真正認識了的,還有哪些尚沒有真正明白。

石塊下落的原因是什麼

一個大石塊比一個小石子重很多倍,就是說,作用於大石塊上的重力是作用於小石子上的重力的很多倍。然而當你同時扔下大石塊和小石子時,它們卻以相同的加速度(忽略空氣阻力)一齊下落,較重的大石塊並不比小石子的加速度大。其原因與下列的哪個因素有關?a、能量;b、重量;c、慣性;d、表麵積;e、以上都不是。答案c。完全是由於慣性。如果加速度僅和作用力成比例,那麼作用於大石塊的較大的重力就會使它的加速度超過輕的小石子。但物體的加速度還和它的質量有關,即和它的慣性有關,亦即和它反抗運動變化的趨勢有關。質量抵抗加速度--在給定力的情況下,質量越大,加速度越小。這就是牛頓第二定律:加速度正比於淨作用力,而反比於質量,即a=[X(][][X)]。對於自由下落物體,作用其上的唯一的力就是重力。而重力正比於質量(2千克物體所受重力是1千克物體的兩倍)。一個比小石子重100倍的大石塊,其質量同樣比小石子大100倍。它可以受到比小石子大100倍的重力作用,但是它的慣性也大100倍,或者說改變運動狀態的困難程度要大100倍。因此我們明白了,為什麼所有自由落體,其X(重力質量X)的值都一樣,進而加速度(98米/秒2)也是一樣的。當空氣阻力不可忽略時(下一個問題將要涉及),落體的加速度就小於98米/秒2。當空氣阻力增大至和落體所受重力相等時,則作用於落體的淨力為零,而不再有加速度了。

大象和羽毛誰受的阻力大

假設一隻大象和一根羽毛從一棵高樹上落下,在落到地麵的過程中,哪個所受到的空氣阻力大?A、大象;B、羽毛;

C、一樣大。答案A。

要注意,盡管空氣對羽毛的阻礙效果更加明顯,但空氣對下落中的大象的實際阻力要比對羽毛的阻力大很多倍。這是因為,比起較小的羽毛來說,大象要劃開更多的空氣。而且,較重的大象穿過空氣下落得越快,空氣阻力就越加增大。羽毛很輕,或許隻有十幾克,它所受的空氣阻力很快就增大至與重力大小相同。此時,羽毛就達到了它的最終速度--加速終止,且在以後的下落中速度和空氣阻力都不再變化。另一方麵,一隻從高樹上落下的大象,所受的空氣阻力,比如說達到20牛頓--比羽毛所受阻力大得多,但與質量為2噸左右的大象所受重力比起來是可以忽略不計的,因此大象在落下地麵的過程中一直在加速。如果你沒有答對這道題,那或許是因為你並沒有真正弄清要你回答的問題。一定要注意這個問題是問某件事或某種現象,還是問由此而產生的效果。我們將有許多這樣的問題,因而你要保持警覺!