200道物理学难题-马桶课堂

  • 名称:200道物理学难题-马桶课
  • 分类:高三课程  
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  • 时间:2019/9/18 22:54:13
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使学生在实际应用中增强对物理概念和物理定律的掌握。与其用费力而复杂的数学技巧来解决书中的问题,倒不如利用物理直觉来得简单。问题的选择仅限于经典(非量子)物理学,但难度却并不因此而降低。

|问题1】

三只小蜗牛所在的位置形成一个等边三角形,三角形的边长为60cm。第一只蜗牛出发向第二只蜗牛爬去,同时,第二只向第三只爬去,第三只向第一只爬去,每只蜗牛爬行的速度都是5cm/min。在爬行的过程中,每只蜗牛都始终保持对准自己的目标。经过多长时间蜗牛们会相遇?相遇的时候,它们各自爬过了多长的路程?它们经过的路线可以用怎样的方程来描述?若将蜗牛视为质点,那么在它们相遇前,绕着它们的最终相遇点转了多少圈?

[问题2】

一个小物体在水平桌面的边沿,因受到一个力的作用,而从桌子的另一边掉落。已知桌子的宽度为1m,掉落前物体的运动时间为2s。问这个小物体有轮子吗?

【问题3】

一艘小船在静止水中的速度为3m/s,一个船夫要驾此船渡河,同时需要在渡河时走过的距离最短。问在下面的情况下,船夫应该选择向哪个方向划船?情况(i):水流速度2m/s;情况(ii):水流速度4m/s。假设水流的速度在各处都是相同的。

问题4地上铺着一张长而薄的柔软地毯。地毯的一端折起,以恒定的速度将折起的一端向后拉,覆盖在地毯静止的部分之上。求地毯被拉起的部分质心的速度。如果地毯具有单位长度和单位质量,求拉动地毯运动部1分所需的最小力量。

【问题6】

两条各20g的扁虫子爬一堵非常薄的墙,墙高10cm。一条虫子长20cm,另一条宽一些但长度只有10cm,当两条虫子的中点正好在墙头上的时候,哪一只克服重力做的功多一些?两条虫子做功总量的比是多少?

200道物理学难题-马桶课堂


问题9

汽车上用来悬吊4轮的弹簧是相同的。假设汽车车体为刚体,当它的右前轮停在8cm高的人行道上时,车体在每个轮子处升高多少?如果两个右侧的轮子都停在人行道上呢?结论和车上坐了多少人以及人坐的位置有没有关系?

问题10*

在维克多·雨果的小说《悲惨世界》中,主人公冉阿让是一个逃犯,他有能力利用两面直角相交的墙的墙角爬上墙头。求他在爬墙时最小需要用多大的力来推墙?同时,求他要完成这项技艺,他和墙面之间可能的最小摩擦系数。

问题11

一个球,由两个不一样的匀质半球粘在一起。放在一个与水平面成30°角的斜面上。这个球在斜面上能保持平衡么?

200道物理学难题解析视频


水平的平台固定在中轴之下,初始状态时,仓鼠在平台的一端。当平台被释放时,仓鼠开始跑,因为仓鼠的运动,平台和轮子保持相对固定,确定仓鼠是怎么运动的。

|问题14*

一辆支撑着的自行车,能够前后运动但不会翻倒。自行车的脚踏板在最高和最低的位置。一个学生蹲在车旁边,给在最低位置的脚踏板一个水平向后的力,问(i)自行车向哪个方向运动?

(i)飞轮转动的方向和后轮转动的方向相同还是相反?

(ii)较低的踏板相对地面如何运动?

200道物理学难题精讲


问题16

如果双子星的任何一个的质量都等于太阳的质量,它们间的距离等于太阳和地球之间的距离,那么它们旋转的周期是多少?

问题17

(i)将一颗地球卫星送上圆形轨道所需要的最小发射速度是多少?

(i)将地球卫星送入两极轨道所需的能量要比赤道轨道高多少倍?

(ii)空间探测器离开地球引力场需要多大的初始速度?

(iv)对空间探测器而言,是离开太阳系需要的能量大还是撞击太阳需要的能量大?

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问题22

两个学生(不是学物理的)A和B,住在大学宿舍的相邻寝室。为了节约,他们将天花板上的灯串联了起来,商定双方都安装100W的灯泡,电费平分。但是双方都希望能让对方多付钱而使自己获得更好的照明,其中A安装了200W的灯泡,而B安装了50W的灯泡。请问在最后的期末测试中谁考得不好?

200道物理学难题-马桶课堂

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