一吨铁和一吨棉花,净含量是一样重的,但是,他们占的体积相差巨大。
如果把一吨棉花和一吨铁放在天平上,会发现,其实是一吨铁重。因为,铁体积小,F=PVG,浮力=密度*体积*重力
很明显,如果不算空气,铁的密度*体积和棉花的密度*体积是一样的,都是一吨。
但是,要算空气!所以,棉花体积比铁体积大许多,因此,他受到的空气浮力比铁大很多!
而且!题目问的是“谁重”而不是谁的“质量”大!因此,问的其实是重量而非质量。
因此,铁比棉花重!
这个问题看似焦点一致,但实际上大家没有统一其中的一个问题和两个概念,那就是“棉花和铁”的状态问题以及“一吨”和“重”的概念。
我们先来解决状态问题,把它设定为一个已知条件即大背景。
首先,我们把“棉花和铁”本身的状态定为常态,即没有经过任何的物理和化学处理,其中包括铁未被氧化,棉花未吸水、未经压缩,铁和棉花都为一整块即未被分散等等。那么很自然,棉花的体积是比铁大了,在这里我们不考虑棉花的重心比铁高的问题,因为由于二者重心高度差而引起的重力加速度g的不同实在微不足道,完全可以忽略不计;然后我们把棉花和铁的周围状态定为空气中,一切条件相同且适宜,那么我们便不讨论在真空中称量的问题了。
下面,我们讨论概念问题。
首先,“一吨”到底指的是什么?是质量确实为一吨的棉花和铁,还是被称得为一吨的棉花和铁?若是前者,那么它们的质量显然是相等了;若是后者,那么由于棉花受空气浮力比铁大的原因,真正一吨的棉花称起来并不足一吨,要想让棉花“称得为”一吨,必须加更多的棉花才行,所以被称得为一吨的棉花和铁中棉花的质量更大一些。在此说的都是质量的大小。
然后,我们来说说“重”的问题。关于它,也有两种理解:一种是重量,即所受的重力;另一种是我们通常感知的轻重,即在称上称的重,若改为弹簧秤,那就是示数的大小。
由此,我们已给出了两类共四种条件:
A、质量确实为一吨的棉花和铁,B、称得为一吨的棉花和铁;
1、它们所受的重力的大小;2、它们在弹簧秤上示数的大小。
那么,我们可以得到一个组合,也就是关于这个问题的四种理解方式,即:A1、A2、B1、B2。
其实现在已经很清晰了,我们还是来逐一分析:
A1:质量确实为一吨的棉花和铁所受的重力的大小。很显然,根据G=mg,它们受的重力是相等的,等“重”;
A2:质量确实为一吨的棉花和铁在弹簧秤上示数的大小。由于浮力,棉花的合外力较小,所以铁的示数大,铁“重”;
B1:称得为一吨的棉花和铁所受的重力的大小。根据前面提到的,此时棉花质量大,则它的重力大,棉花“重”;
B2:称得为一吨的棉花和铁在弹簧秤上示数的大小。其实这个理解很傻,既然“一吨”已为称得的结果,那么放在弹簧秤上再称一遍,自然示数相等了,等“重”。
其实这个问题本身就很模糊.
一样。
分析:
一吨铁和一吨棉花质量相同,受到的重力也相同
但是棉花的体积大于铁的体积,所以在大气浮力不能忽略的情况下,棉花受到的浮力较大。
称重的时候一吨铁的示数会更大一些。
真空中,一样重,空气中,棉花体积大,所受空气浮力大,所以天平上比较是铁重
一样重啊
!!!