力学与现代生活第二次作业

力学第二次作业

1、 压力、压强是什么？ 压力：物理学上的压力，是指发生在两个物体的接触表面的作用力，或者是气体对于固体和液体表面的垂直作用力，或者是液体对于固体表面的垂直作用力。

压强：物体所受的压力与受力面积之比叫做压强，压强用来比较压力产生的效果，压强越大，压力的作用效果越明显。压强的计算公式是：p=F/S，压强的单位是帕斯卡，符号是Pa。

2、 你知道著名的马德堡半球实验吗？

1654年5月8日，马德堡市有一大批人围在实验场上。有的说这样，有的说那样，有的支持格里克市长，希望实验成功；有的断言实验会失败；人们在议论着，在争论着；在预言着；格里克和助手当众把这个黄铜的半球壳中间垫上橡皮圈；再把两个半球壳灌满水后合在一起；然后把水全部抽出，使球内形成真空；最后，把气嘴上的龙头拧紧封闭。这时，周围的大气把两个半球紧紧地压在一起。格里克一挥手，四个马夫牵来八匹高头大马，在球的两边各拴四匹．格里克一声令下，四个马夫扬鞭催马、背道而拉！好像在“拔河”似的。

4个马夫，8匹大马，都搞得浑身是汗。但是，铜球仍是原封不动．格里克只好摇摇手暂停一下。然后，左右两队，人马倍增。马夫们喝了些开水，擦擦头额上的汗水，又在准备着第二次表现。格里克再一挥手，实验场上更是热闹非常。16匹大马，拼命地拉，八个马夫在大声吆喊，挥鞭催马„„来看实验的人群，更是伸长脖子，一个劲儿地看着，不时地发出“哗！哗！”的响声。突然，“啪！”的一声巨响，铜球分开成原来的两半，格里克举起这两个重重的半球自豪地向大家高声宣告：“女士们！先生们！你们该相信了吧！大气压是有的，大气压力是大得这样厉害！这么惊人！„„”实验结束后，仍有些人不理解这两个半球为什么拉不开，七嘴八舌地问他，他又耐心地作着详尽的解释：“平时，我们将两个半球紧密合拢，无须用力，就会分开．这是因为球内球外都有大气压力的作用；相互抵消平衡了。好像没有大气作用似的。今天，我把它抽成真空后，球内没有向外的大气压力了，只有球外大气紧紧地压住这两个半球„„”。通过这次“大型实验”，人们都终于相信有真空；有大气；大气有压力；大气压很惊人，但是，为了这次实验，格里克市长竟花费了4千英镑。

实验意义：第一次证明了有大气压的存在，而且很大。

3、 刀砍不伤的秘诀是什么？

大刀的刀尖处是锋利的，而其他部分则是钝的。挥刀砍下，接触身体的那部分是钝的，刀刃接触到人体上的面积增大，人体单位面积所受的压力就比较小，也就是压强减少，所以就砍不伤自己。再加上挥刀时有技巧，看似重砍，实为轻打。

4、 为什么要穿宇航服？

航天员在太空飞行和在地球大气层里飞行是两种截然不同的环境。

如果在太空不穿航天服，由于缺氧，可能在15秒钟内丧失意识；由于没有大气压力，血液和体液会像水煮开一样地“沸腾”，导致体积膨胀，会因为体内外压差悬殊而危及到生命。在太空中，如果在阳光下，温度将高达120摄氏度；如果在背阴处，温度又低至零下100摄氏度。此外还有可怕的宇宙辐射，如果没有适当的防护，在受到大量辐射的情况下，就会患放射病，甚至会危及生命。

航天服是一件高科技产品，它的作用除了防御来自太空的侵袭以外，还是一套生命保障系统和通信系统。航天员穿上航天服，可防止空间各种环境因素对航天员身体的伤害。航天员不但要在舱内活动，而且要到舱外活动，因此现在的航天服具有液体降温结构。20世纪70年代以后研制的航天服，在高压下依然具有相当好的活动性能，并且不需要吸氧排气，航天员就能够由座舱直接进入太空。

5、 水一定往低处流吗？

不是的，水受到的合力指向哪里，水就向哪里流了，根据万有引力，有无数个物体对水有引力，而其合力是指向地心的，所以水就向着地心流，我们就看到的水往低处流的现象，其实就是我们所说的重力，重力有方向，所以水就有方向的流。

6、 高压锅原理是啥？

因为水的沸点受气压影响，气压越高，沸点越高。在高山、高原上，气压不到1个大气压，不到100℃水就能沸腾，鸡蛋是用普通锅具是煮不熟的。在气压大于1个大气压时，水就要在高于100℃时才会沸腾。人们现在常用的高压锅就是利用这个原理设计的。高压锅把水相当紧密地封闭起来，水受热蒸发产生的水蒸气不能扩散到空气中，只能保留在高压锅内，就使高压锅内部的气压高于1个大气压，也使水要在高于100℃时才沸腾，这样高压锅内部就形成高温高压的环境，饭就容易很快做熟了。当然，高压锅内的压力不会没有限制，要不就成了炸弹。

7、 啤酒为何会冒泡？

啤酒中压入了很多二氧化碳气体 ,二氧化碳气体可以在高压下与水形成碳酸。倒出啤酒后气温变高,气体溶解度变小、碳酸分解，气体就跑出来。

8、 知道千斤顶与水压机的原理吗？

千斤顶：液压传递压强不变的原理，受力面积越大压力越大，面积越小压力越小。同时还有杠杆的工作原理。千斤顶有机械千斤顶和液压千斤顶等几种，原理各有不同。从原理上来说，液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递，可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。螺旋千斤顶运用的是机械原理，以往复扳动手柄，拔爪即推动棘轮间隙回转，小伞齿轮带动大伞齿轮、使举重螺杆旋转，从而使升降套筒获得起升或下降，而达到起重拉力的功能。但不如液压

千斤顶简易。

水压机：水压机的基本工作原理是帕斯卡定律，钢管传送装置负责钢管的进出传送，水路系统负责钢管进行静水压试验时向钢管里充水打压，油路系统负责钢管静水压试验时控制封头实现管端油水压力平衡，控制系统负责整个设备的自动运行控制和试验数据的自动保存和历史数据的管理。

9、 江河大堤与水库大坝设计依据是什么？

江河大堤与水库大坝有一个共同点，就是都是上窄下宽。这样的设计有以下依据：

（1）水是有压强的，根据液体压强公式可知，液体压强是随着深度的增加而逐渐增大的。所以不论是江河大堤还是水库大坝，它们的下部必然要遭受更大的压力，所以设计成上窄下宽，这样这些水利建筑物才能抵挡住巨大的水压力，保证自身的安全，同时这样的设计在保证自身的安全下还节省了材料。

（2）设计成上窄下宽还能起到增加防渗漏的作用，根据液体压强公式，堤坝下部受到的压强更大，更容易发生渗漏现象，造成严重的后果，设计成上窄下宽，根据达西渗透定律可知，渗透路径越长，渗透速度越慢，渗透阻力越大，这样就增加了河堤和大坝的防渗漏能力，使河堤和大坝更加安全。

（3）河堤和大坝都会受到水压力的推动，根据摩擦力公式，设计成上窄下宽，首先可以增加河堤和大坝的重量，迎水面和挡水面都有一定的坡度，可以增加竖直向下的压力，从而都可以增加摩擦力，防止河堤和大坝的滑动，增加河堤和大坝的安全系数

10、 气体和液体有何不同（的“怪脾气”）？

气体和液体都有一个“怪脾气”，就是当它们流动得很快时，对旁侧的压力就小，

流动得慢时，对旁侧的压力就大，这是物理学家丹尼尔贝努利在1726年首先提出来的，因此就叫做“贝努利原理”。

当两条船并排航行时，由于他们船舷中间水的流道比较狭窄，水流得比两船的外

侧快一些，因此两船内侧受到水的压力比两船的外侧小。这样，船外侧的较大压力就像一双无形的大手，将两船推到一起，造成了两船互相吸引的现象。 同样的道理，空气也有这个“坏脾气”。当刮风时，屋面上的空气流动得很快，

基本上等于风速，而屋面下的空气几乎是不流动的。根据贝努利原理，这时屋面下空气的压力大于屋面上的气压。要是风越刮越大，则屋面上下的压力差也会越来越大。一旦风速超过一定程度，这个压力差就会“哗”地一下掀起屋顶。

11、 “虹吸现象”的谜底？

虹吸现象是大气压的应用，液体从液面较高的容器通过曲管越过高处而流入液面较低容器的现象。它发生的条件是曲管（虹吸管）里先要灌满液体，同时于较高液面的液柱的压强不超过大气压。

原理是：由于两容器内液面处大气压相等，曲管（虹吸管）里先要灌满液体，并与两容器内液体相连，管内液体在两容器内液面处的压强不相等，结果两容器内液面处就产生一个压强差，它产生的压力使管内液体由高处向

低处流动，大气压的作用又使高容器内的液体上升进入管内。

12、 魔镜与力学、形状与受力的原理？

魔镜与力学：

透光镜是西汉中晚期制作的具有特殊效果的被称为“魔镜”的铜镜。体现了光学和力学原理的铜镜，中国古代的一种青铜铸件。透光镜因在阳光照射下其背面的图文能映到墙上而得名。

之所以称为之透光镜，是因为当光线照射在镜面时，镜背的花纹会映现在镜面对面的墙上。据有关专家研究，认为这种铜镜在铸造过程中，镜背的花纹图案凹凸处由于厚薄不同，经凝固收缩而产生铸造应力，铸造后经研磨又产生压应力，因而形成物理性质上的弹性形变。当研磨到一定程度时，这种弹性形变迭加地发生作用而使镜面与镜背花纹之间产生相应的曲率，从而导致出现这种透光效果。

形状与受力原理：

力有两个作用效果，使物体发生形变或改变物体的运动状态。所以只要物体受到力的作用，那么它就必然发生以上两个或任意一个的作用效果。即使物体受到一对平衡力的作用，物体运动状态不发生改变，但其必然发生形变。