物理趣题01：笼中飞鸟

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搜集整理一些“物理趣题”，是一个源于很久的想法，因缘巧合，今天终于行动起来了。

题虽然是有趣的、甚至不正经的，但题中涉及的知识、解析一定不是胡说八道的。

这是第一篇，成文还很稚嫩，希望各位朋友不吝指教，多多留言，在此先行谢过。

另外，也欢迎各位读者提供您所看到的趣题，也欢迎您加入“物理趣题”的行列。

－－题记

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文/张虎岗

声明：原创解析，请勿抄袭。

题　小明的爷爷养了一只鸟，每天都会把鸟笼挂到公园的树上。若鸟笼所受重力为10N，鸟所受重力为0.5N，假设鸟棲栖在笼内的架子上和鸟在笼中腾空飞时，树枝都处于静止状态，则在这两种情况下，鸟笼对树枝的拉力分别为多少？为什么？

分析与解

鸟笼对树枝的拉力等于树枝对鸟笼的拉力，因为这两个力是一对相互作用力，相互作用力大小相等。而树枝对鸟笼的拉力等于鸟笼所受的重力，因为鸟笼处于静止状态，这两个力是一对平衡力，平衡力大小相等。由此可知，鸟笼对树枝的拉力等于鸟笼所受的重力。因此，解题的关键是求出鸟笼在这两种情况下所受的重力。

很明显，题中给出了鸟笼所受的重力是10N，那么是不是鸟笼对树枝的拉力就是10N呢？当然不是了，因为笼中还有一只鸟。

当鸟在笼内架子上棲栖时，毫无疑问，鸟所受的重力也要算上，因为鸟对鸟笼会施加一个与它所受重力相等的压力。简单地说，可以将此时的鸟笼和笼中鸟看做是一个整体，所以此时鸟笼对树枝的拉力为10.5N。

当鸟在笼中腾空飞时，鸟没有落在笼内架上，是不是鸟笼对树枝的拉力就等于鸟笼所受的重力呢？要想得出答案，先要搞明白两个问题：一，鸟为什么在空中飞而不落？二，笼底的构造究竟是什么样的？第一个问题比较简单，鸟在空中腾飞时，肯定受到了一个向上的力，否则鸟会因为受到重力而落下。那么，是谁给了腾飞的鸟一个向上的力呢？当鸟在腾飞时，鸟需要不停地扇动翅膀，这时鸟对给空气一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，所以空气也会给鸟一个等大的向上的力。当这个向上的力与鸟所受的重力大相等时，鸟就会在空中腾飞了。由此可知，当鸟腾飞时，鸟会对它下面的空气施加一个与它重力相等的向下的力。

看到这里，你是不是恍然大悟了：鸟对空气向下的力传递到笼底，相当于给笼底施加一个与鸟重相等的向下的力，所以鸟笼对树枝的拉力仍为10.5N。你能这样想，有一定的道理，但是也不一定对，因为你忽略了第二个问题：笼底的结构。具体地说，笼底是一块平板？还是由相隔的竹签铺成的？如果是笼底一块密合的不透气的板子，那么上面的说法是正确的。如果是后一种情景，那么笼底会非常透气，这样被鸟翅膀向下扇动的空气会穿过笼底，几乎不会对笼底产生向下作用力，所以这时鸟笼对树枝的拉力只是鸟笼本身所受的重力，即10N。

看了上面这道题，想必同学们对相互作用力和平衡力的知识有了进一步的认识，下面就来检验一下学习成果吧！

练习

有一个密闭的玻璃瓶，瓶内有一群苍蝇。将玻璃瓶放在精密的电子秤上，下面说法正确的是（　　）

A. 苍蝇停在瓶底时电子秤的示数大

B. 苍蝇在瓶中匀速向上飞动时电子秤的示数大

C. 苍蝇在瓶中匀速向下飞动时电子秤的示数大

D. 以上三种情况，电子秤的示数相等

参考答案 D