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  哪种情况才真正是事物的本来运动规律呢?
 

       引子: 用100N的拉力可以保持原来竖直向上运动着的m1=10kg物体做匀速运动,也可以保持动摩擦因数为µ=0.2的已经运动的水平面上的m2=50kg物体做匀速运动,(g都取10),这一点一定没有一个人反对,在这种情况下,可以说m1=µm2。也就是竖直向上运动的质量相当于水平运动的滑动摩擦质量。但是,做加速运动的情况如何呢?寒门用牛顿第二定律公式F=ma和F--µmg=µma做一比较,看看哪种情况才真正揭示事物的本来运动规律。

       问题:用120N的力竖直拉动10kg的物体向上运动,那么,用同样的力可以在µ=0.2的水平面上水平拉动多少kg的物体做等加速运动?   解一:用F=ma解(单位省略):因为竖直向上运动,所以120--10*10=10a ,  得  a=20/10=2   水平运动120--0.2*m*10=2m   得m=120/4=30kg,可以拉动30kg的物体做等加速运动。解二:用F--µmg=µma解:因为竖直向上运动,所以120--10*10=10a ,  得  a=20/10=2   水平运动120--0.2*m*10=0.2*2m   得m=120/2.4=50kg,可以拉动50kg的物体做等加速运动。在引子中, 用100N的拉力可以保持原来竖直向上运动着的10kg物体做匀速运动,也可以保持动摩擦因数为µ=0.2的已经运动的水平面上的50kg物体做匀速运动,而在合力大于0物体做匀加速运动时,两种方法求得的质量的大小就不一样了。假如这时再把120N的外力逐渐减小到100N,出现的现象是:50kg质量的物体做匀速运动而30kg质量的物体仍做加速运动!两个不同的答案,必定有一真一假或者两个都假,绝对不可能两个都真。若是换了100N、120N,用别的大于100N的力计算,如用101N、105N、110N、130N、200N等,按F=ma解,分别得m1=101/2.1=48.1kg,m2=105/2.5=42kg,m3=110/3=36.7kg  ,m4=130/5=26kg,m5=200/12=16.7kg;用F--µmg=µma解,分别得m1=101/2.02=50kg  ,m2=105/2.1=50kg,m3=110/2.2=50kg  ,m4=130/2.6=50kg,m5=200/4=50kg

       从上边的数据来看,用F=ma解,有两个显著的特点:一是拉力越接近100N,物体的质量越接近匀速时的质量50kg,拉力越大,质量越小;二是F、m、a三个都是变量。而用F--µmg=µma解,存在着一个严重的不足——F、m、a三个中只有两个变量a和F,m是定量,就是说:质量一定时,加速度与力成正比。寒门错在哪里呢?下边做一下受力分析再说吧。

   竖直向上运动,物体受到两个力的作用,拉力必须承接着全部的重力;而在水平面上,不考虑其他阻力的话,物体受到4个力的作用,在垂直于平面方向上,重力被平面的支持力平衡,合力为0,没有位移发生,这是与竖直向上运动的根本区别,这个区别是不可漠视的!若从能的角度考虑,物体处在平面之上,相对于平面具有相对势能,这个势能被平面所承接,竖直向上的运动却没有这个承接的支持面。那么,在水平方向上呢,匀速运动的时候,我们允许F=µmg,为什么加速时,就不认可µm了呢?假如把图旋转90度再看,水平方向是一对平衡力,竖直方向不就是拉力F和摩擦力µmg嘛,质量的大小就是µm啊。

       我们明明生活在不理想环境中,为什么人为地把事物规范在“理想状态”下呢?如果都在理想状态下,用人脑推演一下,不就什么问题都解决了吗?搞科学实验研究还有什么意思呢?一般人徒手提起1000KG的物体向竖直方向做匀速运动很难,但却很容易在摩擦因数为0.01的平面上使该物体做匀速运动,这摩擦因数是随便能忽视的吗?这平面的支持作用也可被抹杀吗?

      

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  Post  by  寒门学士 发表于 2006-4-18 16:28:06
  Re:哪种情况才真正是事物的本来运动规律呢?
  请审阅“请教一个很有趣的问题,请大家赐教”。
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  Post  by  19620120发表评论于2006-7-25 12:00:58
  Re:哪种情况才真正是事物的本来运动规律呢?
 

看了许多寒门的文章,我来问寒门一个问题吧,请您指教(因为寒门的许多题我读不明白,比如综合摩擦系数之类):

 

第一题:一个质量为1kg的物体放在水平桌面上,滑动摩擦系数为0.1,这个物体连接着另外一个质量为1000kg的物体(大质量物体悬空,在重力作用下下滑,然后拉着小质量物体在桌面上滑动,和课本上演示<或曰验证>牛顿第二定律的装置类似)。那么两者的加速度为多大?

2.一个质量为1kg的物体放在斜面上,滑动摩擦系数为0.1,这个斜面倾斜角为30度,则物体的加速度为多大(斜面始终保持静止)?虽然这里可能没有必要给质量的值,但我还是写出来了,应该可以求吧。

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  Post  by  我是谁(游客)发表评论于2006-7-25 9:19:48
  Re:哪种情况才真正是事物的本来运动规律呢?
  哦,万分地感谢您
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  Post  by  19620120发表评论于2006-5-26 10:35:56
  Re:哪种情况才真正是事物的本来运动规律呢?
  这个图必须上传才行,不能放在原文里直接粘过来。
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  Post  by  dudu(游客)发表评论于2006-5-25 15:23:09
  Re:哪种情况才真正是事物的本来运动规律呢?
  请问:图怎么没有了呢?
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  Post  by  19620120发表评论于2006-5-16 9:41:25

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