打水瓢、滑水运动时为什么不下沉

sciencehappy

相信大家小时候都玩过打水瓢,尤其是出生在农村的.站在河边,用力将瓦片斜向下甩向河面,只要保证凹面向上,力度够大,就会看到瓦片连续做斜抛运动,最终沉入水中.
    这个现象我们见了很多次,但要回答出个所以然来,似乎有矛盾.瓦片密度大于水,在水中的浮力小于重力,速度又是斜向下的,那么瓦片被甩出后岂不是一接触水面就一直往下沉?但事实告诉我们不是这样的.
    这是因为用力将瓦片甩向河面,瓦片与水接触,前端对水产生一个斜向下的压力,使水做加速运动,水对瓦片产生斜向上的反作用力(这个力的大小与相对速度和有效接触面积有关,瓦片相对水的速度越大、水的加速度越大;有效接触面积越大、水的质量越大,水对瓦片的反作用力就越大.所以比较圆的石头不能用来打水瓢).这个力的竖直分量大于重力(一开始这个力远大于浮力,浮力可忽略),瓦片与水接触过程中,瓦片竖直方向先减速再反向加速#水平方向减速,经一段时间,瓦片以斜向上的速度离开水面,瓦片接着做斜抛运动,而不沉入水中.连续做了几个斜抛运动之后,瓦片与水接触时的斜向下的速度很小,水对瓦片斜向上的很小,可以认为,瓦片只受重力和浮力,浮力小于重力,于是最终瓦片沉入水中.
    类似的还有滑水运动-快艇斜向下拉脚上穿有滑板(光着脚也行)的人在水面上滑行.滑行时,人斜向下压水,使水做加速运动,水对人产生斜向上的反作用力(该力同样与相对速度和有效接触面积有关).人没入水中的体积很小,浮力可以忽略.重力、水对人斜向上的支持力和快艇斜向下的拉力共同维持人的平衡,使人能在水面上滑行,而不沉入水中.如果人在滑行的过程中松开手中的绳,人相对水的速度减小,水人斜向上的支持力减小,浮力小于重力,于是人逐渐下沉。
                                                                                                         鄱阳一中

萨菲罗斯

似乎以前在大科技上看到过研究打水漂的文章，还得出了哪个角度入水飘的最远

绿色草原

可能是小道消息啊～～也可能是真的。是不是有人发明了水上行走鞋？

战鬼

原帖由 绿色草原 于 2008-10-2 17:27 发表
可能是小道消息啊～～也可能是真的。是不是有人发明了水上行走鞋？

真的假的?我想要...

gehao0813

回去好好看看高中物理应该会有启发。

永恒的贝多芬

水并不是想象中的那么柔。如果从高台“趴”着跳入水中的话，会像摔在水泥地上一样。
打水漂就是石块快速地打在水面上，被水面反弹。所以，石块平展，打击水面速度快有利于石块的弹起。