生活中的物理:咖啡渣总是集中在杯底的中央?

所属专题:高中物理学习指南  来源:沪江高考资源网    要点:力和运动  
编辑点评: 如何解释在有水的杯子里沉在杯底的咖啡渣(或泥沙)总是会集中在杯底的中央?

如果用搅拌棒将水搅拌,我们会看到水会旋转,在高一物理必修二向心力中我们学过,任何物体在做圆周运动的时候,均需要外力来为它提供向心力。那么杯中的液体在旋转的时候是谁提供的向心力呢?

答案是内外压强差,杯中的水在旋转时,相对杯子同样高度的地方,越靠近杯子中心的压强越低。(注意观察水在旋转时水面是向内凹的,这也反应了内外液体压强的不同。)

对杯子中任意位置上一个小体积内的水,如果周围液体压强对它的总效果互相抵消的话,这个小体积内的水是不可能做圆周运动的。正是因为外围压强略大于中心压强,使得周围液体压强对它的总效果有一个向中心的推力,这个推力大小刚好等于圆周运动所需的向心力。

对水中的固体沉淀,由于它们是被周围水流“拖”着走,所以虽然它们也做圆周运动。但速度会略慢于水流速度。这就使得它们做圆周运动所需的向心力略小,使得周围压强差带来的指向中心的推力略大于所需向心力,于是固体沉淀就被推向中心了。

闫华锋 原省实验中学实验班物理教师,市教学能手,省优秀科技辅导员,全国物理知识竞赛优秀辅导员,北京大学硕士研究生。十五年丰富的一线教学经验,对中考考题的深刻理解和精确押题,使得所带学生中考物理成绩满分高分者不胜枚举。

主要授课包括:高一物理必修1+2(人教)【全年班】高二物理选修3.1+3.2+3.3+3.4+3.5(人教)【全年班】

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