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        這是靜止嗎

        2018-03-27 07:43:25謝志飛
        物理通報(bào) 2018年4期
        關(guān)鍵詞:人行橫道闖紅燈外力

        謝志飛

        (洪湖市第一中學(xué) 湖北 荊州 433200)

        有相當(dāng)多的教師和學(xué)生在分析上拋運(yùn)動(dòng)時(shí),習(xí)慣性地把物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的狀態(tài),說成是“此時(shí),物體處于靜止?fàn)顟B(tài)”.然而,這種說法其實(shí)并不準(zhǔn)確,甚至是錯(cuò)誤的.理由如下:

        (1)與牛頓第一定律矛盾

        牛頓第一定律告訴我們:當(dāng)物體不受外力或者所受的合外力為零時(shí),物體才會(huì)處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或者靜止?fàn)顟B(tài).因此,一個(gè)物體如果處于靜止?fàn)顟B(tài),那么,它要么不受外力作用,要么受的合外力為零.而處在上拋運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)的物體此時(shí)受到了外力——重力的作用,且這個(gè)外力顯然不為零.因此,根據(jù)牛頓第一定律,此時(shí)這個(gè)物體不是靜止?fàn)顟B(tài).

        (2)與牛頓第二定律矛盾

        (3)此時(shí)物體狀態(tài)的正確描述應(yīng)該為:此時(shí)物體的速度為零,加速度為g

        之所以相當(dāng)多的師生會(huì)理所當(dāng)然地認(rèn)為此時(shí)的物體是靜止的,主要是因?yàn)樗乃矔r(shí)速度為零.而根本原因在于,他們把生活中的“概念”和科學(xué)的物理概念不自覺地混為一談了.在日常生活中,當(dāng)一個(gè)物體的速度為零時(shí),我們就說它是靜止的;而在物理上的靜止,不僅這個(gè)物體的v=0,而且a=0.

        類似的“假靜止”還有很多例子,比如,單擺處于最大位移時(shí)的狀態(tài),簡(jiǎn)諧振動(dòng)在兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)的狀態(tài),等等.

        反思:“差之毫厘,謬以千里.”首先,在學(xué)習(xí)物理概念時(shí),要理解、掌握并能運(yùn)用物理概念.既要理解其內(nèi)涵,也要了解其外延,不能含含糊糊,似是而非.其次,還要注意與日常生活中的“非科學(xué)”概念作分析與區(qū)別,不要混用錯(cuò)用.日常生活中的概念有的和物理概念基本一致,有的卻差別較大,甚至是張冠李戴.例如,日常生活中的“重量”,其實(shí)指的是物理上的“質(zhì)量”.前者在物理上指的是物體所受到的重力,而后者在物理上指的是物質(zhì)的多少,內(nèi)涵有本質(zhì)上的差別.

        (2)若人人遵守交通規(guī)則,該車將不受影響地駛過前方斑馬線邊界CD.為確保行人安全,D處人行橫道信號(hào)燈應(yīng)該在南北向機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈變黃燈后至少多久變?yōu)榫G燈?

        (1)

        汽車剎車時(shí),阻力產(chǎn)生的加速度為a,由牛頓第二定律得

        (2)

        代入數(shù)據(jù)得制動(dòng)距離

        x=30 m

        (3)

        (2)據(jù)題意,汽車不受影響的行駛距離應(yīng)該是AB與CD間距s0加車身長(zhǎng)度l0即

        x1=s0+l0=30 m

        (4)

        設(shè)黃燈的持續(xù)時(shí)間為t,則

        (5)

        代入數(shù)據(jù)得時(shí)間為

        t=2 s

        (6)

        “題外話拓展”: 《道路交通安全法》第七十五條規(guī)定,“行人橫過機(jī)動(dòng)車道,應(yīng)當(dāng)從行人過街設(shè)施通過;沒有行人過街設(shè)施的,應(yīng)當(dāng)從人行橫道通過;沒有人行橫道的,應(yīng)當(dāng)觀察來往車輛的情況,確認(rèn)安全后直行通過,不得在車輛臨近時(shí)突然加速橫穿或者中途倒退、折返.”在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中,許多人都有過闖紅燈的經(jīng)歷.在多數(shù)人的記憶里,闖紅燈時(shí)的心有余悸在平安通過馬路之后已經(jīng)變得相當(dāng)模糊,真正讓人印象深刻的往往要等到事故發(fā)生之后.所以千萬不要存在僥幸心理,一次的僥幸心理也許就是永久的傷痛.

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