200道物理學(xué)難題-馬桶課堂

  • 名稱:200道物理學(xué)難題-馬桶課
  • 分類:高三課程  
  • 觀看人數(shù):加載中
  • 時(shí)間:2019/9/18 22:54:13

使學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中增強(qiáng)對物理概念和物理定律的掌握。與其用費(fèi)力而復(fù)雜的數(shù)學(xué)技巧來解決書中的問題,倒不如利用物理直覺來得簡單。問題的選擇僅限于經(jīng)典(非量子)物理學(xué),但難度卻并不因此而降低。


|問題1】

三只小蝸牛所在的位置形成一個(gè)等邊三角形,三角形的邊長為60cm。第一只蝸牛出發(fā)向第二只蝸牛爬去,同時(shí),第二只向第三只爬去,第三只向第一只爬去,每只蝸牛爬行的速度都是5cm/min。在爬行的過程中,每只蝸牛都始終保持對準(zhǔn)自己的目標(biāo)。經(jīng)過多長時(shí)間蝸牛們會相遇?相遇的時(shí)候,它們各自爬過了多長的路程?它們經(jīng)過的路線可以用怎樣的方程來描述?若將蝸牛視為質(zhì)點(diǎn),那么在它們相遇前,繞著它們的最終相遇點(diǎn)轉(zhuǎn)了多少圈?

[問題2】

一個(gè)小物體在水平桌面的邊沿,因受到一個(gè)力的作用,而從桌子的另一邊掉落。已知桌子的寬度為1m,掉落前物體的運(yùn)動時(shí)間為2s。問這個(gè)小物體有輪子嗎?

【問題3】

一艘小船在靜止水中的速度為3m/s,一個(gè)船夫要駕此船渡河,同時(shí)需要在渡河時(shí)走過的距離最短。問在下面的情況下,船夫應(yīng)該選擇向哪個(gè)方向劃船?情況(i):水流速度2m/s;情況(ii):水流速度4m/s。假設(shè)水流的速度在各處都是相同的。

問題4地上鋪著一張長而薄的柔軟地毯。地毯的一端折起,以恒定的速度將折起的一端向后拉,覆蓋在地毯靜止的部分之上。求地毯被拉起的部分質(zhì)心的速度。如果地毯具有單位長度和單位質(zhì)量,求拉動地毯運(yùn)動部1分所需的最小力量。

【問題6】

兩條各20g的扁蟲子爬一堵非常薄的墻,墻高10cm。一條蟲子長20cm,另一條寬一些但長度只有10cm,當(dāng)兩條蟲子的中點(diǎn)正好在墻頭上的時(shí)候,哪一只克服重力做的功多一些?兩條蟲子做功總量的比是多少?

200道物理學(xué)難題-馬桶課堂


問題9

汽車上用來懸吊4輪的彈簧是相同的。假設(shè)汽車車體為剛體,當(dāng)它的右前輪停在8cm高的人行道上時(shí),車體在每個(gè)輪子處升高多少?如果兩個(gè)右側(cè)的輪子都停在人行道上呢?結(jié)論和車上坐了多少人以及人坐的位置有沒有關(guān)系?

問題10*

在維克多·雨果的小說《悲慘世界》中,主人公冉阿讓是一個(gè)逃犯,他有能力利用兩面直角相交的墻的墻角爬上墻頭。求他在爬墻時(shí)最小需要用多大的力來推墻?同時(shí),求他要完成這項(xiàng)技藝,他和墻面之間可能的最小摩擦系數(shù)。

問題11

一個(gè)球,由兩個(gè)不一樣的勻質(zhì)半球粘在一起。放在一個(gè)與水平面成30°角的斜面上。這個(gè)球在斜面上能保持平衡么?

200道物理學(xué)難題解析視頻


水平的平臺固定在中軸之下,初始狀態(tài)時(shí),倉鼠在平臺的一端。當(dāng)平臺被釋放時(shí),倉鼠開始跑,因?yàn)閭}鼠的運(yùn)動,平臺和輪子保持相對固定,確定倉鼠是怎么運(yùn)動的。

|問題14*

一輛支撐著的自行車,能夠前后運(yùn)動但不會翻倒。自行車的腳踏板在最高和最低的位置。一個(gè)學(xué)生蹲在車旁邊,給在最低位置的腳踏板一個(gè)水平向后的力,問(i)自行車向哪個(gè)方向運(yùn)動?

(i)飛輪轉(zhuǎn)動的方向和后輪轉(zhuǎn)動的方向相同還是相反?

(ii)較低的踏板相對地面如何運(yùn)動?

200道物理學(xué)難題精講


問題16

如果雙子星的任何一個(gè)的質(zhì)量都等于太陽的質(zhì)量,它們間的距離等于太陽和地球之間的距離,那么它們旋轉(zhuǎn)的周期是多少?

問題17

(i)將一顆地球衛(wèi)星送上圓形軌道所需要的最小發(fā)射速度是多少?

(i)將地球衛(wèi)星送入兩極軌道所需的能量要比赤道軌道高多少倍?

(ii)空間探測器離開地球引力場需要多大的初始速度?

(iv)對空間探測器而言,是離開太陽系需要的能量大還是撞擊太陽需要的能量大?

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問題22

兩個(gè)學(xué)生(不是學(xué)物理的)A和B,住在大學(xué)宿舍的相鄰寢室。為了節(jié)約,他們將天花板上的燈串聯(lián)了起來,商定雙方都安裝100W的燈泡,電費(fèi)平分。但是雙方都希望能讓對方多付錢而使自己獲得更好的照明,其中A安裝了200W的燈泡,而B安裝了50W的燈泡。請問在最后的期末測試中誰考得不好?

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