200道物理學難題-馬桶課堂

  • 名稱:200道物理學難題-馬桶課
  • 分類:高三課程  
  • 觀看人數:加載中
  • 時間:2019/9/18 22:54:13
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使學生在實際應用中增強對物理概念和物理定律的掌握。與其用費力而復雜的數學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典(非量子)物理學,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等邊三角形,三角形的邊長為60cm。第一只蝸牛出發向第二只蝸牛爬去,同時,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自己的目標。經過多長時間蝸牛們會相遇?相遇的時候,它們各自爬過了多長的路程?它們經過的路線可以用怎樣的方程來描述?若將蝸牛視為質點,那么在它們相遇前,繞著它們的最終相遇點轉了多少圈?

[問題2】

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

【問題3】

一艘小船在靜止水中的速度為3m/s,一個船夫要駕此船渡河,同時需要在渡河時走過的距離最短。問在下面的情況下,船夫應該選擇向哪個方向劃船?情況(i):水流速度2m/s;情況(ii):水流速度4m/s。假設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心的速度。如果地毯具有單位長度和單位質量,求拉動地毯運動部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,當兩條蟲子的中點正好在墻頭上的時候,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。假設汽車車體為剛體,當它的右前輪停在8cm高的人行道上時,車體在每個輪子處升高多少?如果兩個右側的輪子都停在人行道上呢?結論和車上坐了多少人以及人坐的位置有沒有關系?

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。求他在爬墻時最小需要用多大的力來推墻?同時,求他要完成這項技藝,他和墻面之間可能的最小摩擦系數。

問題11

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

200道物理學難題解析視頻


水平的平臺固定在中軸之下,初始狀態時,倉鼠在平臺的一端。當平臺被釋放時,倉鼠開始跑,因為倉鼠的運動,平臺和輪子保持相對固定,確定倉鼠是怎么運動的。

|問題14*

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

(i)飛輪轉動的方向和后輪轉動的方向相同還是相反?

(ii)較低的踏板相對地面如何運動?

200道物理學難題精講


問題16

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

問題17

(i)將一顆地球衛星送上圓形軌道所需要的最小發射速度是多少?

(i)將地球衛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

兩個學生(不是學物理的)A和B,住在大學宿舍的相鄰寢室。為了節約,他們將天花板上的燈串聯了起來,商定雙方都安裝100W的燈泡,電費平分。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?

200道物理學難題-馬桶課堂

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