1樓:
其一,關於樓主說的,一個物體可能在這個參考系中是平衡的,但在另一個參考系中就不平衡了,我認為是正確的。
其二,樓主說「牛頓第一定律被稱之為慣性定律,它是被確立在慣性參照系下的一個定律」,我認為並非如此。以我的理解,牛一被稱為慣性定律的原因是因為它描述了物體的慣性。它確實是在慣性參考系內總結出的一條規律。
不過,由它來定義慣性系,我認為不會引發邏輯混亂。若驗證某一參考系為慣性系,從邏輯上講,應該是這樣的過程:由實驗得出牛一成立,由牛一成立得出該參考系屬慣性系。
所以,一個參考系是不是慣性系是絕對的。(除非我們以火車為參考系,火車一會兒加速,一會兒勻速……我當然不是這個意思)
其三,我理解的樓主關於地球參考系的看法是:地球參考系是個慣性系。我認為這是不正確的,至少是不嚴謹的。
從嚴格意義上講,地球是非慣性系。這就是地理學上所謂「地轉偏向力」的**——以非慣性系地球為參考系時,物體所周德慣性力。而我們通常所說的「地球是個慣性系」,是忽略地球自轉後的近似情況。
其四,樓主第4段中論證d選項的不嚴謹性時,所說的「它機械能守恆合外力做功為0」,是一個錯誤的推論。慣性系中,若已知某物體在某過程中機械能守恆,不能推知該物體所收的合外力在該過程中是否做功。合外力做功為0可以推出的結論是該物體動能不變。
所以,從這一點推出該選項不嚴謹的推論,我認為是不正確的。
其五,樓主再第5段中說的「把目光放寬,汽車徑向上離心力與向心力平衡」似乎也有小的問題。
首先,汽車所受的離心力和向心力分別是什麼力?(這兩種「力」都是在描述一個力作用的效果,它可能是任何一種性質的力)
其次,樓主「把目光放寬」後所選取的參考系是慣性的嗎?
如果不是,那麼由於不知道該參考系的情況,我們無法判斷汽車的慣性力的情況,所以我認為無法研究。
如果是,那麼地球在這一參考系內的運動情況是怎樣的呢?不論是題目還是樓主都沒有說明。比較常見的參考系有:
一、地球在其內靜止(或勻速直線運動)的,如地心;
二、太陽。既然樓主選擇了地球衛星類比,那麼我姑且認為樓主第5段關於汽車受力的推證是在第一種參考系內得出的。那麼我們接下來就在這樣的參考系中研究汽車。
從對汽車的受力分析來說(既然問題主要集中在徑向,我們不妨只分析徑向的力),汽車必受的力是地球施給它的萬有引力(我想,通常意義上講,沒有質量的粒子是不能構成一種稱為「汽車」的東西的)。在一般情況下,汽車會受到地面施加的彈力(即支援力)(當然,當汽車的速率打到第一宇宙速度,它就不會受到這個彈力,不過,我想汽車在通常狀況下不會達到這一速度)。總之,通常情況下,汽車受萬有引力和彈力(重力是該萬有引力的一個分力,在考慮地球自轉時便失去了意義)。
如果這兩個力平衡,那麼只可能是如下兩種情況之一:
一、汽車靜止在極點;
二、汽車車頭方向與所在那一點的地球自轉方向(地表某質點的線速度方向)相反,並且其速率與所在拿一點的地球自轉速率(地表某質點的線速度大小)相同。
如果是第一種情況,那麼汽車似乎沒辦法過橋,不合題意。
如果是第二種情況,那麼汽車實際上是在沿緯度圈(或其同一平面內的同心圓)行走,這樣一來,它輪子下的橋是一座平的橋(橋面弧度恰為地表弧度,換句話說跟馬路一個意思),而不是拱橋(拱橋是我們在地面上能看出明顯弧度的,我相信我們應該都不會認為跟馬路平行的橋是拱橋)。況且,汽車的速度應該也很難達到,除非是在緯度很高的地區。
其六,我認為題目討論的是在一般情況的前提下的物體運動狀態。確實,嚴格來說,這個題目由於缺少限定條件而不嚴謹(比如,沒說汽車質量不變)。不過,這些缺少的限定條件,其實我們都有預設的選擇。
比如,我們會預設汽車質量不變。不交待這些內容,其實無可厚非。況且,至少在經典理論中,質點若動能不變,不論是在哪一個慣性系內,合外力做功一定是0。
至於在相對論中是否成立,把慣性系改為非慣性系是否成立,我沒有仔細推敲過(也懶得仔細想……)
以上只代表個人觀點,僅是就題討論
以上大多數推導都是在經典理論和通常的理想條件下
(好長……)
2樓:虛心求問
很高興在我國失敗的高中教育下也有樓主這樣會提問題、不迷信權威的人!樓主提的問題是我國高中教育的一個失敗之處!
首先,慣性系指的是加速度為零的參考系,很明顯地球不是嚴格的慣性系,地球是有自己的加速度的,科學家已經測出了較精確的地球加速度了,(至於怎麼測的我也不知道)但是地球的加速度很小很小,可以把地球近似看為一個慣性系!
其次,我們是不可能找到絕對慣性參考系的,就像誤差不可不免一樣,但是我們在找儘量接近絕對慣性系的參考系,只能儘量接近!
高中生是用不著那麼精確的參考系的,所以就勉強用地球做慣性系啦!
3樓:週末武士
我也認為為難學生真的沒意思
4樓:匿名使用者
加速度不為零 速度方向變了a b都不對
汽車行駛過程中克服滑動摩擦阻力做功 機械能轉化為內能 c不對
合外力就是引起速度方向發生改變的力 就是產生加速度的力 由於速度大小未發生變化說明合外力方向始終垂直與速度方向 所以在合外力方向上沒有位移 合外力做工為零 ——經ls提醒才想起來 汗
10000000000000000000000=10000000000000000000001
1/10000000000000000000000=0
物理和數學不一樣在物理研究的是現實世界 要好好研究現實世界 要上升到理論高度 就要去掉完全不必要的干擾 抓住主要矛盾
如果牛頓以及從前的那些科學家不懂得這一點 那麼物理學遠遠到不了今天這個地步 科學是嚴謹的 不只有物理學 但正因為1/10000000000000000000000=0 物理學更加嚴謹~~~~~~~
牛頓那個年代還不知道原子的結構理論 現實中物體根本就沒有靜止的 也沒有勻速直線運動 無論相對與絕對 因為物體分子時刻在運動 如果按lz的完全絕對嚴格的測量 物體根本沒有相對固定的質心 它的重心都是時刻發生變化的 更不用說每個物體的分子都會自擴散了
剛學高中物理的牛頓第一定律 我就跟老師提出一個類似的定律 就是合力矩為零時物理勻速旋轉的狀態 也很像一種平衡態 老師說是的 後來大學物理中也有介紹
經典物理學已經不容大的程度的推翻 已經有n代人去學習和論證 我們應該做的是研究更深化細化的巨集觀和微觀物理學 牛頓物理學只不過是一種很好的近似 首先這種理論已經是建立在一種「近似」的前提上的 一絲一毫的去扣他的紕漏還有必要嗎 一輛汽車通過拱橋 這明顯是一種理想狀態的假設 人家沒說出前提是在慣性參考系內拱橋兩端等高頂多算題目不夠嚴謹 在這種小問題上太鑽牛角尖對學習沒有幫助
5樓:匿名使用者
沒什麼可說的了,我想說的都被以我這兒開始向上數的第一樓、第四樓和第五樓的說完了。
我覺得這裡面發言的大多數人是不懂物理的,在胡說八道。
我不覺得這題是在為難學生,因為這基本上是最簡單的概念性的題目,如果連這都不懂,也就是白交學費了。
題目是沒啥問題的,只是你自己沒搞清楚。
選d.與橋兩端是否水平等高無關,汽車在與路面平行的方向上受力平衡,垂直路面方向上受力不平衡。
6樓:
駛向拱橋」就是沒到拱橋 那討論拱橋就是沒意義的
7樓:匿名使用者
暈忽忽 書前基本說明 沒特別 說明就按預設 你怎麼 不***邏輯呢 暈了
8樓:匿名使用者
一汽車勻速駛向一拱形橋樑......他並沒上橋..只是駛向......c是絕對不對的...d合外力為0應是不做功啊....
9樓:匿名使用者
中學卷當然都是預設以地球作為參考系的啦,
但是我覺得這道題很奇怪,不完整,而且有歧義汽車到底是駛向拱橋還是在拱橋上走啊??我們姑且看成在拱橋上走算了。我看了各位高手的回答。。。
有人說「因為勻速所以平衡」我覺得很無厘頭---汽車執行變向了,它還是平衡態???還有汽車在上拱橋的時候到底是什麼狀態??它有沒有「飛起來"呢?
還是輪子一直沒有離開故橋面。。。真是複雜,因為條件太少了,不過如果是中考或者高考我絕對會選d。
10樓:匿名使用者
首先,搞清楚幾個概念:一個固定在參考物上的座標系和相應的一套同步鍾叫做一個參考系。例如地面參考系、地心參考系、太陽參考系、實驗室參考系。
在這種參考系中觀察,一個不受力作用的物體將保持靜止或勻速直線運動狀態不變,這樣的參考系叫做慣性參考系。並非所有的參考系都是慣性系。一個參考系是不是慣性系,要靠實驗來判定。
對於一般的力學現象,地面參考系是一個足夠精確的慣性系。
牛頓定律是建立在許許多多人長期的天文觀測資料最終總結得出的規律,而並非是建立在另外的某個定理上的。
現在來說說你這個題!
題目中的汽車的受力為地面的支撐力、重力、摩擦力(其它的什麼空氣阻力等等忽略)。你所說的向心力只是其它力的一個分力,它只是一種說法而已,其實是不存在這中力的。離心力即為慣性力,為了在非慣性系中形式地應用牛頓定律而引入的一個假想力。
慣性力只是參考系的非慣性運動的表觀顯示,或者說是物體的慣性在非慣性系中的表現,它不是物體間的相互作用,也沒有反作用力。
再看一下,什麼是重力?重力是由於地球吸引而使物體受到的力。其實重力是地球對物體的引力的一個分力,而地球上的物體隨地球轉動而受的向心力太小了,忽略了,所以一般我們認為重力就是物體受到的地球的引力。
再看一下汽車的運動,汽車是汽油等化石燃料產生化學能轉化成機械能帶動車輪轉動,地面給車輪一個反作用力即摩擦力。摩擦力是飛保守力,有了它就不可能機械能守恆了,所以c再怎麼也錯了。
由於汽車在拱橋上,所以它的和外力是不為0的,自然也就不平衡了。
汽車在平行橋面的方向上受力是平衡的,但在垂直於橋面的合力不為0,垂直向下的方向上有個所謂的向心力,選擇地面為參考系的話在該力方向上運動的距離為0,自然做功為0.由於題目說了是勻速,所以無論兩前面是不是水平等高,和外力做功都會是0.這裡的合外力的合外力是指重力、摩擦力、地面支援力的合力,再次宣告向心力、離心力都不是實際上存在的力。
這裡的合外力做功等於汽車動能的變化(動能定理)。所以只要勻速,合外力做功始終為0.所以無論怎麼都選d.
如果不選擇地面為參考系,比如你選擇太陽為參考系,也行,不過其問題的複雜化可想而知,你自己有興趣的話可以去研究。但是,我建議你不要把一個簡單的問題複雜化。選什麼參考系,最終的結果都是一樣的。
所以,無論怎樣都是選d的。
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