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笼中飞鸟

2020-09-10张虎岗

初中生学习指导·提升版 2020年3期
关键词:平衡力示数电子秤

张虎岗

小明的爷爷养了一只鸟,每天都会把鸟笼挂到公园的树上。鸟笼所受重力为10N,鸟所受重力为0.5N,假设鸟落在笼内的架子上和鸟在笼中飞时,树枝都处于静止状态,则在这两种情况下,鸟笼对树枝的拉力分别为多少?

解析:鸟笼对树枝的拉力与树枝对鸟笼的拉力是一对相互作用力,大小相等,方向相反。因为鸟笼处于静止状态,树枝对鸟笼的向上的拉力等于鸟笼受到的向下的力,这两个力是一对平衡力。由此可知,鸟笼对树枝的拉力等于鸟笼受到的向下的力。因此,解题的关键是求出鸟笼在这两种情况下受到的向下的力。

当鸟落在笼内架子上时,因为鸟对鸟笼会施加一个与它所受重力相等的压力,所以鸟笼对树枝的拉力要加上鸟所受的重力,即将此时的鸟笼和鸟看作是一个整体。所以,此时鸟笼对树枝的拉力为10.5 N。

当鸟在笼中飞时,是不是鸟笼对树枝的拉力就等于鸟笼所受的重力呢?這时要先弄明白两个问题:一是鸟为什么在空中飞而不落,二是笼子底部的构造是什么样的?第一个问题比较简单,鸟在空中飞时,需要不停地扇动翅膀,这时鸟给空气一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,所以空气也会给鸟一个等大的向上的力。你是否会认为:鸟对空气向下的力传递到笼底,相当于给笼底施加一个与鸟重相等的向下的力,所以鸟笼对树枝的拉力仍为10.5 N呢?这时,需要思考一下第二个问题:笼子底部的构造是什么样的?具体地说,笼底是一块平板还是网格状的呢?如果笼底是一块密不透气的平板,那么上面的说法是正确的。如果是后一种情景,鸟的翅膀向下扇动的空气会穿过笼底,几乎不会对笼底产生向下的作用力,所以这时鸟笼对树枝的拉力只是鸟笼本身所受的重力,即10 N。

看了上面这道题,想必同学们对相互作用力和平衡力的知识有了进一步的认识,下面就来检验一下学习成果吧。

练习:

在一个密闭的玻璃瓶内有一群苍蝇。将玻璃瓶放在精密的电子秤上,下面说法正确的是( )。

A. 苍蝇停在瓶底时电子秤的示数大

B. 苍蝇在瓶中匀速向上飞动时电子秤的示数大

C. 苍蝇在瓶中匀速向下飞动时电子秤的示数大

D. 以上三种情况,电子秤的示数相等

答案:D

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