第36章 如果平面不光滑呢
西華大學,黃鑫源宿舍,
大晚上的,他們也不玩英雄聯盟了,就坐在電腦前等著陳末直播。
黃鑫源是徹底被陳末圈粉,
至於其他幾位室友,他們是準備拆穿這個起號的偽學霸。
還有蓉城二中的劉卓然,他完全忘了自己今天要加倍學習的諾言,回家就拿出手機開始看陳末直播,看別人學習比自己學習有意思多了。
經過幾天的直播,陳末直播間的人氣已經很不錯了,因為開播時間固定,不少人早就等在直播間。
陳末一開播,直播間就已經有大幾十人,慢慢的人數很快就破百,並且還在朝著更高的數字攀登。
陳末在知乎的提問如今熱度居高不下,他在知乎也已經快有一千個粉絲了,抖音粉絲更是已經破三萬,並且還在以很快的速度增漲,抖音知乎互相引流,他這個自媒體帳號也算是做起來了。
【抖音奇觀】
【邪了門了,前兩天看到個直播睡覺的,幾百個人在線看人家睡覺,現在好了,還有這麼多人看別人學習,你們真是閒的。】
【這兒又有個新來的,誰來給他解釋解釋】
【解釋個屁,馬上就要到十點了,主播要開始答疑了,大佬們可以開始出題了,我已經跪好了】
【『數學是我爹』送主播小心心*10】
【『班花今天理你了嗎』送主播黃桃罐頭*1】
隨著越來越接近十點,觀眾們開始刷起了禮物。
這陣勢,讓原本一些進來看個究竟,發現平平無奇,準備離開的路人觀眾決定留下來再看看,畢竟看這樣子,主播應該要放大招了。
他們的好奇心瞬間就被勾起來了。
他們倒要看看這個主播到底是憑什麼吸引這麼多觀眾的。
【在光滑水平面上,質量m_A=1.0kg的木塊A以初速度v_0=2.0m/s向右運動,與靜止的質量m_B=2.0kg的木塊B發生碰撞。兩木塊之間用一根輕彈簧連接,彈簧勁度係數k=100N/m,初始時彈簧處於原長。求運動過程中彈簧的最大壓縮量。】
在陳末抬頭沒多久,直播間中就出現了一道高亮的彈幕。
蓉城一中女生宿舍,正在看直播的沈清漪下意識的開始做這道題,這是一道連接體問題……
然而,她才剛開始思考,直播中的少年就已經開口,「這是一道簡單的連接體問題,首先我們分析,A向右運動壓縮彈簧,彈簧對B施加向右的力,使B開始運動,那麼,當A和B速度相等時,彈簧的壓縮量達到最大。」
「有了這個前提後,我們再來做這道題就很簡單了。」
「因為是光滑屏幕,所以動量守恆、機械能守恆,設彈簧最大壓縮量為x_m,此時A和B的共同速度為v,根據動量守恆,有m_Av_0=(m_A+m_B)v。」
陳末一邊講解,一邊在草稿紙上寫寫畫畫起來,「又根據機械能守恆,我們可以得到,1/2m_Av_0^2=1/2(m_A+m_B)v_2+1/2kx_m^2.」
「聯立兩式就能算出x_m=十五分之根號六約等於0.163m。」
前後不到一分鐘時間,陳末就已經審題加解題,給出了答案,順便收割了一波養分。
【我艹,大佬我服了,今天我們老師講了一道類似的題目,我可以負責任的說,主播做得沒問題。】
【有點東西啊,不過我還是不信主播是剛開始學物理,搞不好這傢伙是高三的學霸。】
【不是吧,直播間的大手子們,你們的水平就到這兒了嗎?沒有更難的題了嗎?快拿出來,讓我看看主播的極限在哪裡。】
清風時代城,姜帆滿意的點頭。
剛才他出的這道題雖然不算難,但也不算簡單,對於彈簧到達最大壓縮量的臨界條件的分析,還有系統和守恆量的選取,還是需要水平的。
對方能夠這麼輕鬆的做出來,說明對方的物理基礎很是紮實。
既然如此,他雙手敲擊鍵盤,繼續發表一條付費彈幕。
【如果水平面不光滑呢?】
行家一出手,便知有沒有。
雖然只是簡單的修改了一個條件,但瞬間就讓這道題目的難度上升了好幾個檔次。
物理與數學不一樣,物理題目,只是修改一個前提條件,很可能就是經典力學到量子力學的躍遷,這都不是難度的提升,而是時代的飛躍了。
很多時候,高中物理為了簡化,都是在經典力學的維度下進行的分析和運算,這道題姜帆修改的題目條件雖然沒有達到這個程度,但也已經讓這道題瞬間變成了競賽門檻題的難度了。
因為當水平面不光滑以後,整個系統的動量不再守恆,因為摩擦力是系統A、B、彈簧所受的外力。
同時機械能也不再守恆了,因為摩擦力做負功,部分機械能會轉化為內能。
【我艹,直播間有真大佬,這題目一變,我感覺已經不會做了,順便說一句,我是江城六中高二的,上次期中考年級前三十。】
【我怎麼感覺還好呢,反正我都不會(狗頭保命)】
直播間前,沈清漪微微皺眉,她感覺這個出題者有點故意刁難的意思了,這道題連她都不會,那就肯定不是高中階段的學生能夠解答的題目。
出這樣的題目刁難人有什麼意思?
「加入摩擦力之後確實變難了許多,兩個守恆量都不再守恆了,但確定最大壓縮量的物理條件依然成立,還是當兩個木塊速度相等時,彈簧壓縮量達到最大。」
陳末思考了一會兒後,開始說道。
「?」
沈清漪目光微凝,心頭卻掀起了驚濤駭浪,「難道他真準備做這道題?」
「首先,我們設最大壓縮量為x_m,此時A、B的共同速度為v,然後對A、B分別應用動能定理,對木塊A來說,摩擦力做負功,彈簧力也做負功,那麼我們就能得到式子
−μm_Ag⋅s_A−∫0-x_mF_彈dx=1/2m_Av^2−1/2m_Av_0^2,其中s_A是A的位移,F_彈=kx,積分項為1/2kx_m^2.」
陳末快速的在草稿紙上列出等式,同時講解到,「對於木塊B,摩擦力做負功,彈簧力做正功,我們同樣可以得到等式,−μm_Bg⋅s_B+∫0-x_mF_彈dx=1/2m_Bv^2−0.」
「那麼木塊A和木塊B的位移之差,就是彈簧的壓縮量,所以有x_m=s_A−s_B,把上面兩個等式相加,消去彈簧的積分項,我們可以得到……」
「最後再對整個系統應用牛頓第二定律求加速度……我們就能得到,彈簧的壓縮量為0.114m。」
大晚上的,他們也不玩英雄聯盟了,就坐在電腦前等著陳末直播。
黃鑫源是徹底被陳末圈粉,
至於其他幾位室友,他們是準備拆穿這個起號的偽學霸。
還有蓉城二中的劉卓然,他完全忘了自己今天要加倍學習的諾言,回家就拿出手機開始看陳末直播,看別人學習比自己學習有意思多了。
經過幾天的直播,陳末直播間的人氣已經很不錯了,因為開播時間固定,不少人早就等在直播間。
陳末一開播,直播間就已經有大幾十人,慢慢的人數很快就破百,並且還在朝著更高的數字攀登。
陳末在知乎的提問如今熱度居高不下,他在知乎也已經快有一千個粉絲了,抖音粉絲更是已經破三萬,並且還在以很快的速度增漲,抖音知乎互相引流,他這個自媒體帳號也算是做起來了。
【抖音奇觀】
【邪了門了,前兩天看到個直播睡覺的,幾百個人在線看人家睡覺,現在好了,還有這麼多人看別人學習,你們真是閒的。】
【這兒又有個新來的,誰來給他解釋解釋】
【解釋個屁,馬上就要到十點了,主播要開始答疑了,大佬們可以開始出題了,我已經跪好了】
【『數學是我爹』送主播小心心*10】
【『班花今天理你了嗎』送主播黃桃罐頭*1】
隨著越來越接近十點,觀眾們開始刷起了禮物。
這陣勢,讓原本一些進來看個究竟,發現平平無奇,準備離開的路人觀眾決定留下來再看看,畢竟看這樣子,主播應該要放大招了。
他們的好奇心瞬間就被勾起來了。
他們倒要看看這個主播到底是憑什麼吸引這麼多觀眾的。
【在光滑水平面上,質量m_A=1.0kg的木塊A以初速度v_0=2.0m/s向右運動,與靜止的質量m_B=2.0kg的木塊B發生碰撞。兩木塊之間用一根輕彈簧連接,彈簧勁度係數k=100N/m,初始時彈簧處於原長。求運動過程中彈簧的最大壓縮量。】
在陳末抬頭沒多久,直播間中就出現了一道高亮的彈幕。
蓉城一中女生宿舍,正在看直播的沈清漪下意識的開始做這道題,這是一道連接體問題……
然而,她才剛開始思考,直播中的少年就已經開口,「這是一道簡單的連接體問題,首先我們分析,A向右運動壓縮彈簧,彈簧對B施加向右的力,使B開始運動,那麼,當A和B速度相等時,彈簧的壓縮量達到最大。」
「有了這個前提後,我們再來做這道題就很簡單了。」
「因為是光滑屏幕,所以動量守恆、機械能守恆,設彈簧最大壓縮量為x_m,此時A和B的共同速度為v,根據動量守恆,有m_Av_0=(m_A+m_B)v。」
陳末一邊講解,一邊在草稿紙上寫寫畫畫起來,「又根據機械能守恆,我們可以得到,1/2m_Av_0^2=1/2(m_A+m_B)v_2+1/2kx_m^2.」
「聯立兩式就能算出x_m=十五分之根號六約等於0.163m。」
前後不到一分鐘時間,陳末就已經審題加解題,給出了答案,順便收割了一波養分。
【我艹,大佬我服了,今天我們老師講了一道類似的題目,我可以負責任的說,主播做得沒問題。】
【有點東西啊,不過我還是不信主播是剛開始學物理,搞不好這傢伙是高三的學霸。】
【不是吧,直播間的大手子們,你們的水平就到這兒了嗎?沒有更難的題了嗎?快拿出來,讓我看看主播的極限在哪裡。】
清風時代城,姜帆滿意的點頭。
剛才他出的這道題雖然不算難,但也不算簡單,對於彈簧到達最大壓縮量的臨界條件的分析,還有系統和守恆量的選取,還是需要水平的。
對方能夠這麼輕鬆的做出來,說明對方的物理基礎很是紮實。
既然如此,他雙手敲擊鍵盤,繼續發表一條付費彈幕。
【如果水平面不光滑呢?】
行家一出手,便知有沒有。
雖然只是簡單的修改了一個條件,但瞬間就讓這道題目的難度上升了好幾個檔次。
物理與數學不一樣,物理題目,只是修改一個前提條件,很可能就是經典力學到量子力學的躍遷,這都不是難度的提升,而是時代的飛躍了。
很多時候,高中物理為了簡化,都是在經典力學的維度下進行的分析和運算,這道題姜帆修改的題目條件雖然沒有達到這個程度,但也已經讓這道題瞬間變成了競賽門檻題的難度了。
因為當水平面不光滑以後,整個系統的動量不再守恆,因為摩擦力是系統A、B、彈簧所受的外力。
同時機械能也不再守恆了,因為摩擦力做負功,部分機械能會轉化為內能。
【我艹,直播間有真大佬,這題目一變,我感覺已經不會做了,順便說一句,我是江城六中高二的,上次期中考年級前三十。】
【我怎麼感覺還好呢,反正我都不會(狗頭保命)】
直播間前,沈清漪微微皺眉,她感覺這個出題者有點故意刁難的意思了,這道題連她都不會,那就肯定不是高中階段的學生能夠解答的題目。
出這樣的題目刁難人有什麼意思?
「加入摩擦力之後確實變難了許多,兩個守恆量都不再守恆了,但確定最大壓縮量的物理條件依然成立,還是當兩個木塊速度相等時,彈簧壓縮量達到最大。」
陳末思考了一會兒後,開始說道。
「?」
沈清漪目光微凝,心頭卻掀起了驚濤駭浪,「難道他真準備做這道題?」
「首先,我們設最大壓縮量為x_m,此時A、B的共同速度為v,然後對A、B分別應用動能定理,對木塊A來說,摩擦力做負功,彈簧力也做負功,那麼我們就能得到式子
−μm_Ag⋅s_A−∫0-x_mF_彈dx=1/2m_Av^2−1/2m_Av_0^2,其中s_A是A的位移,F_彈=kx,積分項為1/2kx_m^2.」
陳末快速的在草稿紙上列出等式,同時講解到,「對於木塊B,摩擦力做負功,彈簧力做正功,我們同樣可以得到等式,−μm_Bg⋅s_B+∫0-x_mF_彈dx=1/2m_Bv^2−0.」
「那麼木塊A和木塊B的位移之差,就是彈簧的壓縮量,所以有x_m=s_A−s_B,把上面兩個等式相加,消去彈簧的積分項,我們可以得到……」
「最後再對整個系統應用牛頓第二定律求加速度……我們就能得到,彈簧的壓縮量為0.114m。」