初中物理“反常识”问题一览(力学篇)

学习初中物理,一个很有趣的体验是:对很多物理现象,学习物理之前,我们只是依靠五官和生活经验,对外在的世界做出我们“想当然”的判断,于是我们都有一个常识性的认识。但学习物理之后,我们根据物理概念和规律,通过严密的逻辑思维,我们得出更准确更科学的认识。

1、惯性现象1:

【常识判断】一刹车,大家都向前倒去,我们认为小孩手里拿的氢气(氦气)球也应向前倒去。

【反常识的事实真相】一刹车,大家都向前倒去,小孩手里拿的氢气(氦气)球却是向后倒去的。

【释惑解疑】氢气的密度小于空气,车内的空气的质量大于氢气,空气的惯性比氢气大,空气的运动状态比氢气更难改变。当汽车刹车时,车内空气因惯性保持原运动状态继续向前运动,氢气虽然因惯性也应向前运动,但由于惯性比空气小,当空气全部运动到前面时,氢气球只能被挤到后面了,这就出现了刹车时,氢气球却是向后倒去的现象。

也就是说,氢气球向后倒去,是被因惯性向前继续运动的空气挤到后面去的。

【练习】桌上放一个装满水的瓶子,中间有一个气泡,用手推一下瓶子,气泡将会向哪边运动,为什么?

2、漂浮现象1:

【常识判断】石头之所以沉到水底,是因为石头的重力大于石头受到的浮力;那么,木头浮在水面上,我们常会认为,是因为木头受到的浮力比木头的重力大。

【反常识的事实真相】木头之所以浮在水面上,是因为此时木头受到的浮力与重力是一对平衡力,它们大小相等的,并不存在谁大谁小。

【释惑解疑】木头浮在水面时,是一种静止状态。根据力的平衡知识可知,如果物体处于静止状态,一定是不受力或受到平衡力的作用。很明显,木头漂浮在水面时,重力与浮力是一对平衡力,它们大小相等,方向相反,共同作用在木头的重心上。

【知识拓展】如果物体处于“上浮”状态时,则此时物体受到的浮力比其重力要大一些。当物体由“上浮”变为“漂浮”,浮力也由开始的“比重力大”,变为“与重力相等”。浮力之所以会减小,是因为物体在上浮过程中排开液体的体积变小了。

【练习】为什么死海会让人飘起来?

 

3、漂浮现象2:

【常识判断】冰浮在盐水中,冰熔化后,水面高度会上升。冰浮在纯水中,冰熔化后,我们认为水面高度应该也会上升。

【反常识的事实真相】冰浮在盐水中,冰熔化后,水面高度会上升。冰浮在纯水中,冰熔化后,水面高度却不变。

【释惑解疑】

【练习】如果冰中有气泡,浮在水面上的冰完全熔化后,水面如何变化?

4、流体压强1:

【常识判断】如图,有一个漏斗,里面放一个乒乓球,对着球持续吹气,我们凭生活经验,认为球肯定会掉下去。

【反常识的事实真相】对漏斗里的乒乓球持续吹气,球并不会掉下去。

【释惑解疑】如图,对着乒乓球吹气时,球的上方流速快压强小,球的下方流速相比球的上方而言,流速小压强大。从而在球的上下方形成压强差,从而产生向上的压力差,这种压力差也称为升力。吹气的流速越快,压力差(升力)越大,当于升力大于球的重力,球就会始终悬在空中,不会掉下。

【练习】如下图,漏斗里面放一个乒乓球,对着球持续吹气,球会不会被吹起?

5、液体压强1:

【常识判断】在一个密封橡胶桶上插一根细长的管子,往管子中加入少量的后,桶子是不可能被胀裂的,理由是几杯水的重力很小,可胀破橡胶桶的压力却需要巨大,一个小的重力怎么会产生巨大的压力。

【反常识的事实真相】在一个密封桶上插一根细长的管子,往管子中加入少量的后,即使橡胶桶的桶壁比较厚,也一定会被胀裂。这就是著名的“帕斯卡裂桶实验”。

【释惑解疑】

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