金銘
牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律的重要性不僅僅體現(xiàn)在科學(xué)研究中,在日常生活中也隨處可見。下面是我對牛頓運(yùn)動(dòng)定律在生活中的觀察報(bào)告。
稻谷場上的慣性現(xiàn)象在谷物脫粒過程中,小石子、草屑等雜物很容易和谷物混在一起,而且谷物有癟粒。為了將它們分離,農(nóng)民常用一種用人力鼓風(fēng)的農(nóng)具分選,結(jié)果發(fā)現(xiàn)小石子等較重的顆粒飛出最遠(yuǎn),質(zhì)量較輕的草屑、癟粒等飛出的距離最小,籽粒飽滿的谷粒飛出距離介于兩者之間。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么呢?
根據(jù)牛頓第一定律,石子、谷粒、草屑和癟粒質(zhì)量不同,慣性不同,慣性小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變,所以飛得不遠(yuǎn),慣性大的就飛得遠(yuǎn)一些。故石子飛得最遠(yuǎn),草屑和癟粒最近,谷粒的慣性介于二者之間,所以谷粒也就落在兩者之間。
如果用牛頓第二定律解釋,石子、谷粒、草屑和癟粒,飛出時(shí)的初速度基本相同,由于形狀和大小不同,在飛行中受到的阻力不同。一般來說,小石子受到的阻力比草屑等雜物受到的阻力要小,而其本身質(zhì)量卻較大,所以它們速度變化快慢不同,草屑和癟粒速度減少得快,故落點(diǎn)近;小石子速度減少得慢,故落點(diǎn)遠(yuǎn)。
拔河比賽中的牛頓定律
拔河比賽比的是什么?很多人會說:當(dāng)然是比哪一隊(duì)的力氣大嘍!實(shí)際上,這個(gè)問題并不那么簡單。根據(jù)牛頓第三定律,對于拔河的兩個(gè)隊(duì),甲對乙施加了多大拉力,乙對甲也同時(shí)產(chǎn)生同樣大小的拉力。可見,雙方之間的拉力并不是決定勝負(fù)的因素。
對拔河的雙方進(jìn)行受力分析即可知道,只要所受的拉力小于與地面的最大靜摩擦力,就不會被拉動(dòng)。因此,增大與地面的摩擦力就成了勝負(fù)的關(guān)鍵。首先,穿上鞋底有凹凸花紋的鞋子,能夠增大摩擦系數(shù),使摩擦力增大;其次,隊(duì)員的體重越重,對地面的壓力越大,最大靜摩擦力也會增大。大人和小孩拔河時(shí),大人很容易獲勝,關(guān)鍵就是由于大人的體重比小孩大。
另外,在拔河比賽中,勝負(fù)在很大程度上還取決于人們的技巧。比如,腳使勁蹬地,在短時(shí)間內(nèi)可以對地面產(chǎn)生超過自己體重的壓力;人向后仰,借助對方的拉力來增大對地面的壓力,這些都是為了盡量增大地面對腳底的摩擦力,以奪取比賽的勝利。
電梯中的牛頓定律
生活中偶然會碰到這樣一個(gè)有趣的現(xiàn)象:多人同乘一臺電梯,靜止時(shí),超重報(bào)警裝置并沒有響,可是當(dāng)電梯剛向上啟動(dòng)時(shí),報(bào)警裝置卻響了起來,運(yùn)行一段時(shí)間后,報(bào)警裝置又不響了。這是為什么呢?難道是人的體重發(fā)生了變化?
其實(shí)可以用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來解釋。報(bào)警裝置是否報(bào)警,取決于電梯地板受到的壓力是否超過了最大載重量。當(dāng)電梯靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),人對電梯地板的壓力等于他們的重力,此時(shí)重力小于最大載重量,所以報(bào)警裝置沒有響。當(dāng)電梯剛開始加速啟動(dòng)上升時(shí),人對電梯地板的壓力大于他們所受重力,此時(shí)該壓力就可能超過電梯的最大載重量,因此報(bào)警裝置響了起來;運(yùn)行一段時(shí)間后,電梯勻速上升,人對地板的壓力比剛開始時(shí)減小,所以報(bào)警裝置又不響了。人在隨電梯上升過程中,體重是不會發(fā)生變化的。
希望我的觀察報(bào)告能對同學(xué)們的物理學(xué)習(xí)有所幫助,也希望有更多的同學(xué)能夠從對生活的觀察中解讀物理知識。endprint