對(duì)于同一物理問題,常??梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究,找出其內(nèi)在聯(lián)系,可以更加深刻地理解其物理本質(zhì)。
(1)用豆粒模擬氣體分子,可以模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原理。如圖所示,從距秤盤0.8m高度把1000粒的豆粒連續(xù)均勻地倒在秤盤上,持續(xù)作用時(shí)間為1s,豆粒與秤盤碰撞前后瞬間速度方向都與秤盤垂直,且速率不變。若每個(gè)豆粒只與秤盤碰撞一次,且碰撞時(shí)間極短(在豆粒與秤盤碰撞時(shí)間內(nèi),碰撞力遠(yuǎn)大于豆粒受到的重力),已知1000粒的豆粒的總質(zhì)量為0.1kg。不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s
2,求碰撞過程中盤收到的壓力大小。
(2)單個(gè)微小粒子撞擊巨大物體的力是局部而短促的脈沖,但大量粒子撞擊物體的平均效果是均勻而持續(xù)的力。我們假定單位體積內(nèi)粒子數(shù)量為n,每個(gè)粒子的質(zhì)量為m,粒子運(yùn)動(dòng)速率均為v。如果所有粒子都垂直物體表面運(yùn)動(dòng)并與其發(fā)生碰撞,碰撞后粒子原速率反彈,利用所學(xué)力學(xué)知識(shí),導(dǎo)出物體表面單位面積所受粒子壓力f與m、n和v的關(guān)系。