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2020湖北教師資格學科專業知識:換個視角看超重和失重

2020-05-14 09:30:14| 中公教育研究與輔導專家

超重和失重,就是在地球環境中,除重力之外還受到其他外力,導致重力加速度不等于g。

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腦子里想象一下這樣的情景吧:在體重秤上面做蹲起運動。當我們在體重秤上向下蹲,身體產生向下的加速度,此時我們就處于超重狀態,重力加速度大于g,體重秤的數值也會高于我們的實際體重。而我們從蹲著的狀態向上起身,身體就會產生向上的加速度,此時重力加速度就會小于g,產生失重,體重秤數值也會降低。這是牛頓經典力學,從上學時期就一直教育我們的事實。我們都知道,牛頓第二定律適用于慣性系,因此實際上超重與失重,都是以地球引力為參考系的。

我們生活中,超重和失重,更接近一種感受類的詞語。當我們坐過山車、蹦極或跳樓機時,身體感覺變重,就知道現在是超重狀態,感覺身體飄飄然,就是失重狀態。而這些感覺,都是以地球給予我們的重力加速度為參考。

這就產生了一個疑問。人類在地球上,失重和超重以地球重力加速度為標準,那么人類離開地球,進入其他星球,失重和超重的概念會不會產生改變呢?目前來看,只要地球是我們的家園,人類就算走到月球上,也會說:“我現在失重啦!”如果人類永遠離開地球,失重和超重還有意義嗎?在物理學中,失重和超重并非一個常用的詞,除了在高中牛頓經典力學的時候使用,后面基本用不到這兩個詞。

就是因為這兩個詞局限性太大,只在地球上適用。你能想象外星人會如何描述超重和失重嗎?或許他們的標準完全跟我們不一樣,或許他們根本沒有這樣的概念,或許沒有外星人。我們放遠看向未來,如果地球資源真的枯竭,就如流浪地球描述的那樣,地球成了太空的孤兒,失重和超重還有意義嗎?你可能會說,看起來似乎失重和超重完全沒有意義,但并非如此。人類作為漫長進化的生命,適應地球數百萬年,這些讓人體對失重和超重異常敏感,處于地球給予我們的重力加速度環境下,人類可以健康生存。長期處于失重,人體肌肉、骨骼都會受損,長期失重,對于人體是致命的負擔。長期處于超重,人體器官會受到損傷,同時加速人體的衰老,進而影響大腦壽命。

因此,從某個角度來說,超重和失重的概念將永遠伴隨著人類,成為刻在DNA里的一切,并影響著人類的行為和健康。

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