Question

一道物理题引起的深思，一个关于物体平衡的问题！

物体平衡是根据牛顿第一定律来定义的，即物体不受外力或所受合外力为0，物体保持静止或匀速直线运动。
而牛顿第一定律被称之为惯性定律，它是被确立在惯性参照系下的一个定律。然而，何为惯性参照系？满足牛顿第一定律的参照系就是惯性参照系。显然，这里的定义是一个互相证明的逻辑，也就是说，惯性参照系不是绝对的！通常，我们都是以地球参照系作为既定参照系，这是习惯；在地球上，地球参照系也是惯性参照系，也满足牛顿第一定律，但是，当我们把目光放大，在火星，在木星，地球参照系就是非惯性的了。那么，原先在地球参照系上被定为已经平衡的物体，或许它就不平衡了……
举个简单的例子：匀速圆周运动是不平衡的，匀速直线运动是平衡的；在一条笔直的高速公路上匀速行使的汽车，在地球参照系里，它是平衡的；然而脱离地球，我们可以看到，实际上汽车是在做一个匀速圆周运动，它有离心力，也就是说汽车在运动的时候对地面的正压力要小于它静止的时候！同样的例子，在一列火车中匀速直线前进的人，他是平衡的，但是如果火车现在在加速，在地面上的人看着他就不是平衡的了……
那么，有一个物理题，说的是一汽车匀速驶向一拱形桥梁，有4个答案选项：A汽车受合力为0，B汽车平衡，C汽车机械能守恒，D合外力做功为0。该选哪个答案？昨天我选了AB，因为毕业有好多年了，高中的物理定义有些生疏，今天特意去翻了一下，昨天边聊天边回答问题，一心两用，结果被无数十个人狂骂……很多人都说选D，D的说法其实很不严谨，物理是一门严谨的科学，谁规定了拱桥的两端一定要在同一海拔高度？既然没有这样的规定，即使是整个过程，你也不能说它机械能守恒合外力做功为0不是？另外，有一个朋友举例说自由落体的时候重力做功了，但机械能守恒。我要说的是，这个说法虽然正确，但是不能用来排除C和D的相关性。重力是保守力，保守力做功，机械能守恒；但是耗散力（比如摩擦力）做功机械能就不守恒！而汽车在桥上能匀速行使，所以摩擦力做功了，那么这和自由落体就失去了比较性！
剩下的AB，诚如之前所言，在地球参考系确实是错的，但是真的把目光放宽，汽车径向上离心力与向心力平衡，切向牵引力、摩擦力和重力的切向分力组合平衡，受力平衡了，那么汽车本身自然也平衡了……就向卫星，如果它的径向力不平衡，那么它要么飞走要么坠毁。在这个问题上，D既然不严谨，和刚才分析一样，我认为它和C都是该排除的，如果不把参考系变换成对地球而言的非惯性参考系，那么，这道题明显可以认为它是没有答案的！！！这里，我觉得有必要呼吁一下高考或者中考出题的老师，不要为了考倒考生而尽出些匪夷所思不合实际或者就是这样一个错漏百出的题目，这简直是对物理学的侮辱！
继续这个问题，希望大家把这个平衡的问题讨论下去……我将在15天之后才关闭问题讨论！

Answer 1

关于汽车过拱桥的问题：
A错：汽车做匀速圆周运动，受向心力（向心力是重力垂直与路面方向的分量和支持力的合力），合外力一定不为0。
B错：只有静止状态或匀速直线运动状态才叫平衡状态。
C正确：只有重力和弹簧弹力做功的情况下，机械能才守恒。 显然，汽车除了重力以外还受摩擦力、牵引力和支持力的作用，而且摩 擦力、牵引力这两个力都做功了，但是注意：汽车匀速，所以在路面的 切线方向牵引力和摩擦力和重力的切向分量时刻都相等，所以这个方向 的合力没有做功；而重力垂直分量与支持力的合力即向心力时刻与路面 垂直，它也是不做功的；所以没有力做功，机械能守恒。
D正确：合外力即是向心力，不做功。

Answer 2

ABCD 桥不一样高的话首先不美观第二受力不均衡不利于长期使用 摩擦力消耗能量但是同时有燃料燃烧的推动里做功

Answer 3

大哥~~可能你太过生疏吧~~~~在做物理的运动问题时由于摩擦力远小于其他得外力~~~所以可以忽略不计~~~~自由落体的话在真空中就可以了~~~所以摩擦力题目得范畴来说通常都说可以忽略摩擦力的就可以不讨论~~~~没有说明的都要通过受力分析来说明的~~~~
我是应届的物理生~~~应该可以帮上忙吧

Answer 4

爱因斯坦的公式说明物体速度越高质量越小，所以并不违背规律，那个题应选D。A选项合力为0不对，因为有向下的向心力。B，合力不为0，所以不平衡。C,错，还有摩擦力做功，不守恒。D,只有它对，根据动能定理W合=0.5M(V2末-V2初)因为是匀速，所以W合为0，合外力做功为0

Answer 5

喂，你应该站在出题的人那里考虑，考虑他们为什么这样出，出这样的题目该用哪个答案来回答会满足他们的心意（标准答案）。因为你在他手下考试，这本身就是一种不平衡。