《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:

32 条回复
  • 笑天
    #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

  • 笑天
    #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

  • sonatam
    #3

    斜面上有摩擦力,摩擦力跟质量有关系同上

  • 笑天
    #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

  • typhoonzj
    #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。

  • 笑天
    #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

  • 笑天
    #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

  • 牛啊牛
    #8

    石头>水>空心假设空心的瓶子比较轻哈

  • 牛啊牛
    #9

    水内部有惯性,外层和内层的角速度是不一样的

  • 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。

  • 笑天
    #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

  • 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。

  • 笑天
    #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

  • 牛啊牛
    #16

    晕。。。有人能做一个实验吗?凭直觉不是这样的

  • id_rsa
    #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。

  • 牛啊牛
    #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。

  • 笑天
    #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

  • 笑天
    #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

  • 笑天
    #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

  • 笑天
    #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)

  • 牛啊牛
    #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.

  • 笑天
    #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

  • 笑天
    #25

    基本物理概念不对啊真空中自由落体和质量没有关系

  • 牛啊牛
    #26

    晕。。。你自己玩吧 你现在又加了一个真空的条件。。。

  • 笑天
    #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?

  • typhoonzj
    #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。

  • 笑天
    #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

  • typhoonzj
    #30

    这位大哥 为你的物理知识震惊xmlzj

  • 笑天
    #31

    不要正经讲道理

  • 笑天
    #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!

狮城帮

狮城帮是关于分享和探索新加坡的地方

马上注册

已注册用户请 登录