【对教科版高中《物理》选修3-3中一篇课外阅览的讨论】教科版物理选修3-1答案

  摘要:本文针对教科版高中《物理》选修3-3中的一篇课外阅读展开讨论,以解决问题。   关键词:物理;冰箱   中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2011)09-0-01
  教科版高中物理选修3―3中第30页有这样一篇课外阅览:为什么开冰箱门有点费劲
  当你打开电冰箱门时,手会感觉到有点费劲。你可能会认为,这是因为冰箱门上安装有磁铁,是磁铁的吸力引起的。其实,你只说对了一部分,这里还有另一个重要的原因。当你打开冰箱门时,冰箱里的冷空气出来,外面的常温空气进到里面。冰箱门重新关上后,将这股“热”空气也关在里面。之后,“热”空气被冷却,压强会降低。设冰箱门长60cm,宽50cm,其面积为0.3m2,冰箱外的气压为1�05Pa。冰箱内部与外部的气压只要相差1%,你就要克服300N的阻力才能打开冰箱门。
  上述课外阅览中的300N阻力是根据F=ps=1�05�%�.3=300N而得到的。其实,该300N仅是由于冰箱内外大气压强差而引起的大气作用在冰箱门上的压力,并不是人打开电冰箱门时所要克服的阻力。因为这300N的力是均匀垂直作用在整个冰箱门上的压力,但人打开电冰箱门时并不是将整个冰箱门“连根拔起”,而是将力作用在冰箱门边的把手上,像撬“杠杆”一样把冰箱门拉开!此时,冰箱门的转轴相当于杠杆的支点;门把手(一般在冰箱门的边缘)相当于动力作用点;人拉冰箱门时作用力一般是垂直于冰箱门的,即人拉力的力臂是冰箱门的宽度;由于300N的大气压力是均匀垂直作用在整个冰箱门上的,所以它的等效力臂是冰箱门宽度的一半。如下图所示:
  即F1=150N
  综上所述,该课外阅览对打开冰箱门时所要克服的阻力的分析是有所疏忽的,是不正确的。
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