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这位清华小哥哥跳伞还不忘教你分析受力 伞开晚可就真落地成盒了

原标题:这位清华小哥哥跳伞还不忘教你分析受力 伞开晚可就真落地成盒了

“你要的不是崭新的开始,你要的是行动,从而转向一个崭新的结局。”

大家好,我叫姜牧,是猿辅导初中物理组的授课老师。毕业于清华大学,曾获初高中物理竞赛一等奖,中考理综扣1分,高考22分钟答完数学卷。今天我想带大家一起来接触一下初中物理有趣的学法,怎么从生活中学物理,怎么把物理融进生活——让本该有意思的物理学习,真正有意思起来!

下边这段视频是我在欧洲跳伞胜地——西班牙的Empuriabrava从一万六千英尺的高空跳伞时的录像:

Ok,let's look at… (不好意思,不自觉进入视频中的情景想说英语,我调回国产状态。)我们通过这个视频能想到哪些物理知识呢?

初二同学可能会想到:

① 速度(为什么落地速度不至于把我摔残)

② 受力(重力、空气阻力、摩擦力,当然还有跳伞教练施加给我的压力,咳咳)

③ 受力分析(这可是初二力学最需要掌握清楚的地方!)

初三同学可能会想到:

① 大气压强(跳伞用的海拔表利用了大气压强跟海拔高度的关系)

② 流速与压强的关系(飞机起飞,跳伞滑翔等)

③ 机械能(重力势能、动能及机械能转化)

④ 做功(摩擦力做功,能量转化等)

至于想到“终末速度、自由落体、重力加速度、互成角度力的合成、平行四边形定则”等的同学,如果不是高中生,请容在下尊称一句“大佬”!

如果想到“流体力学、空气动力学”等问题,甚至由“高空跳伞”引起哲学发问的同学,请收下我的膝盖!

除此之外还可以有很多兴趣类的问题:

跳伞时为什么要展开四肢,为什么要有引导伞,我的cameraman怎么做到忽上忽下、忽远忽近,怎样控制降落伞方向落到目标位置(想起了某军事类枪战游戏,控制不好方向落地成盒)、圆形伞跟条形伞的区别等等。这些问题全部可以用物理知识来解决,而且现在中考物理命题方向越来越往这方面倾斜!(不要问我当时有没有看到人生的走马灯,这是跳伞不是跳楼)

从以上的分析中我们发现,物理就是一门充满发散思维的学科,学习的过程中也应该是充满了严谨的逻辑和生活的美感!

学习物理绝不仅仅是知识问题,好的老师能带你领略物理之美的同时帮助你建立强大神奇的分析思维和学习能力,从此受用一生!

下边我们来点干货——

降落伞中的考点

如前边所说,这里主要考查力学问题,包括受力分析、力的作图、机械能及转化问题等

受力分析及作图

1. 当跳伞还未打开降落伞之前,人受到重力跟很小的空气阻力(一般忽略),这个时候,重力改变了人的运动状态(不断加速):

左侧为力的示意图,右侧为力的图示。易错点在于,力的作用点注意画在重心(作图时看清题目要求,两个以上力一般画在重心上),箭头的长短代表力的大小(力的示意图中也是如此),图示中箭头长度必须是小格标度的整数倍。

2.当打开降落伞之后,从受力分析角度,突然多了一个空气阻力(因为伞的原因阻力很大),最终下落达到一个稳定状态。这里的稳定状态要解释一下,我们都知道,速度越快相对产生的空气阻力也就越大,所以下落速度最后一定到达一个速度值,此时产生的空气阻力等于重力,人匀速下降(实际情况,人不会竖直下落),考试会考这个时候的受力。

此时的作图易错点在于,示意图中两个长度一定要相同(就像是两个人在对拉,只有相等才能平衡)。右侧力的图示,现在中考考查不多,作为了解吧。

3.需要注意,如果题目中指明了要你画哪一个力,就需要把作用点确认好,例如画降落伞受到的空气阻力(其实人受到的阻力很小,在这里可以忽略):

左侧为整体受力,右侧为降落伞受到空气阻力示意图。

做功和能量转化

初中阶段,这个类型考能量转化比考查较多,做功考的很少:

1. 状态从1位置,人出舱开始:(竖直方向)

① 1位置,人只受重力(空气阻力很小,不计),人加速下落。

② 2位置,打开降落伞,降落伞产生空气阻力,这个时候受到两个力,这个时候人下落速度很大,空气阻力也很大,比重力大很多,人开始减速。老师在撑伞的一瞬间感觉被人整个往上提了一下,但事实上还是在往下运动。

③ 人下落越快,空气阻力越大,反之则空气阻力越小。随着下落速度的减小,空气阻力也越来越小。当在3位置时,重力等于空气阻力,此时人不再减速下落,且达到最终下落速度,空气阻力等于重力,受力平衡。

这时候也真正能安心观赏跳伞胜地Empuriabrava的美景了,海水共蓝天一色,美极了!

教练把降落伞的控制权给到我手上,可以用拉环控制降落伞进行转向调整和小范围的加减速,很好玩。这个酷酷的法国大叔给我讲:“这里,就是我的办公室。”瞬间成迷弟有木有!

题外话,玩游戏时为什么不能过早打开降落伞 —— 下落慢,会被敌人抢占先机;而且有可能速度不够,有打不开伞的危险。为了尽快落地,为什么不能接近地面再打开降落伞 —— 速度太快,会摔死!

2. 机械能转化会这么考查:

① 1位置开始,重力做功,此时重力势能转化成动能,重力势能减小,动能增大,机械能守恒;

② 2位置,开始受到空气阻力,此时受到外力,机械能不守恒,动能和重力势能都在减小,机械能转化成其它形式能(内能、空气动能等);

③ 3位置,人稳定下落,此时重力势能全部转化成其它形式能量,动能不变。

3. 惯性部分还会这么考查:

在3位置的时候,飞机是在跳伞人正上方还是左上/右上?

初中考试考查都是一般的理想状况,在水平方向上,跳伞人出舱后因为惯性会继续往前飞行,所以飞机会在跳伞人正上方。(当然正常情况肯定不是啦,你知道为啥吗?)

物理无处不在,物理的学习也无处不在,作为一门认识自然科学的学科,物理的学习应该是有趣更有料的!

“我们对知识最大的误解,可能来自曾经有人把它搞得索然无味。”

欢迎大家来姜牧老师的课堂,体验物理学的简单和奇妙!激发你的物理兴趣,提高你的物理成绩。返回搜狐,查看更多

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