《天天向上》出的这道物理题应该怎么解?
番茄好吃 • • 15397 次浏览最近一期的《天天向上》出了这么一个问题:
三个瓶子,一个空的,一个装满小石头,一个装满水,同时沿着斜坡向下滚动,哪个会滚得比较快?
视频链接(5:38):https://www.youtube.com/watch?v=ptoFTyq-AfU&t=430s
我只能推到实心的瓶子比空心的瓶子快,但是装水和装石头哪个比较快我就束手无策了。狮城帮能人辈出,希望能给个清晰一点的解释。
(话说我不碰物理好多年了,解释的时候请尽量简明一些。)
下面是我的思路:

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#1
我点了链接,看到完魔术表演?你的问题,实心的比空的快,是因为质量不同,那么自由落体,轻重物体下落不一样吗(不考虑浮力)?伽利略实验
同样按你的思路,装水的瓶子和石头的瓶子,质量怎么样?
其实,很重要的事,石头怎么运动?石头运动产生的内力 怎么做贡献
最后,我的答案是:在理想情况下(没有滑动,没有摩擦),应该是一样的,没有区别 -
#2
伽利略实验是说(如果我没记错名字的话)两个大小不同的铁球,同时从屋顶自由落下,哪个先落地
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#3
斜面上有摩擦力,摩擦力跟质量有关系同上
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#4
如果摩擦力和质量有关那楼主的计算就不对了
摩擦系数呢
而且应该是质量小的摩擦力小
考虑摩擦力的情况,质量小的快啊 -
#5
水属于流体,过程中水之间会相对滑动,消耗能量动能会损耗。
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#6
而且题目并没有说空瓶,水和石头的质量,也没有摩擦力的问题
条件不清 -
#7
石头也一样水装满了 就不流动了
石头也一样,如果足够小,就近似固体了
这个题目不是一个严谨的物理问题 玩笑一下而已 -
#8
石头>水>空心假设空心的瓶子比较轻哈
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#9
水内部有惯性,外层和内层的角速度是不一样的
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番茄好吃 楼主#10
=。= 斜塔小球只是平动,这道题目里瓶子是转动所以是不一样的。回答之前也看看别人的思路吧。而且在上面的推导中,是考虑了摩擦的,所以有摩擦系数。质量已经被约掉了,所以说跟瓶子的质量是没关系的。
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#11
和质量没有关系摩擦怎么起作用呢?
在除了重力以外,没有外力的情况下
力的来源和质量关联
其实问题的核心在于重力加速度,这个和质量无关
这是一个运动问题,不是动力学问题,摩擦是你自己加的,一旦有外力,就成了动力学问题,和质量一定有关 -
番茄好吃 楼主#12
我也是这么想的但是节目组的答案是
水>石头>空瓶 -
番茄好吃 楼主#13
但是节目组的答案是 水>石头>空瓶(⊙﹏⊙) xmlzj
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番茄好吃 楼主#14
最后一次回复你了希望你能去了解一下平动和转动的区别,以及动摩擦和静摩擦的概念再来想这个问题。
那时候你会有不一样的看法。 -
#15
平动和转动,在运动学力没有区别,
小球下落,既可以平动,也可能转动
看初始态
牛顿第一定律 -
#16
晕。。。有人能做一个实验吗?凭直觉不是这样的
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#17
这个很好解释啊水是流体,转动惯量小一点。说白了,就是瓶子滚了,里面的水没怎么滚,势能大部分转为平动动能。如果装石头就是有很大一部分转为转动动能。
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#18
难道应该这样解释 ? 根据结果想原因,突然觉得是很好解释的 哈哈哈正式因为水内层和外层的角速度不一样,靠中心的水几乎不转。
和石头比起来,水的相对势能是一样的,但是石头装起来要撬动所有的石头,而水转起来只需要撬动靠外的水。水瓶的100%的势能,只用在为50% (假设) 的质量作加速和克服斜坡摩擦。石瓶的100%的势能,需要为100%的质量作加速和客服斜坡摩擦,所以水瓶更快?
确实水之间会有点摩擦,几乎可以忽略。 -
#19
自己看普通物理,不要这么浮燥先确定是运动学问题,还是动力学问题
运动学问题就只有一个重力加速度
如果是动力学问题,就有摩擦力,摩擦力就和摩擦系数和质量有关
到这里吧,就到这里吧
抱歉这个问题是你自己提出来问的,不需要回答的话,请不要提问 -
#20
我回你总应该没问提如果石头的密度比水大
而且是完全紧密充满
如何?不要说不可能,能装进去就可能 -
#21
运动学讨论的是质点运动和平动转动完全无关
有外力就有来源,就是动力学问题,牛顿第二定律
F=ma -
#22
在有摩擦的情况下,外力一定质量大的不可能比质量小的跑的快(当然前提是其他条件不变)
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#23
石头密度确实比水大 但是质量都是跟自己比 都被约掉了 不是互相比石头密度比水大,在这个时候没有任何优势的。就好像我把水冻成冰,假设瓶子绝缘对斜坡摩擦因子是一样的,这瓶冰就会与这瓶石头转得一样快。虽然石头密度大。
另外一个例子,一瓶水和一瓶石头,同时从比萨斜塔扔下来,是几乎同时落地的。如果用超高速摄像头,可能有微秒的区别。这是因为分子分母都出现同样的质量,虽然石头重,还是被约掉了。
换成转动的例子,中心的水没有那么大的速度,水假设是2KG做分母,分子只有1KG,速度除下来就快。石头分子6kg,分母也是6kg,除下来还是1. -
#24
那么你就回答一下,究竟是石头快,还是水快呢假定,石头和水密度一样,重量一样,填充也一样?
是不是应该一样快?
哈哈
玩笑一下,装满水的瓶子,是不能结冰的,因为水变成冰体积是膨胀的 -
#25
基本物理概念不对啊真空中自由落体和质量没有关系
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#26
晕。。。你自己玩吧 你现在又加了一个真空的条件。。。
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#27
如果讨论物理问题就是这样的啊,理想情况
认真读过物理吗? -
#28
百度回答上有人认为是沙子快https://zhidao.baidu.com/question/15440304.html
看到别的楼分开分析外层水角速度大,内层角速度小,其实从整体来看,整体角速度统一的,这个统一就是靠水层之间的摩擦实现的,整体速度肯定会小。 -
#29
不好意思,看来物理知识需要普及啊水有分层内摩擦 沙子应该也有吧
不过呢 这些都是内力,内力在这种情况下并不起作用
救将 -
#30
这位大哥 为你的物理知识震惊xmlzj
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#31
不要正经讲道理
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#32
正确答案如下如果质量一样,高度一样,坡度一样 摩擦系数一样
那么落下的时间和速度都一样,装什么,不不装什么无关
如果不考虑摩擦,质量也就不需要考虑了(其实题目没有给,就是默认理想条件)
同时完全符合自由落体的规律(斜坡毫无意义)
可以研究,可以网搜,如果和以上不符,就都是错的
将军!