【題目】如圖18所示，一個(gè)盛有清水的大燒杯被放置在斜面上。當(dāng)燒杯靜止時(shí)，水面AB呈水平狀態(tài)，在大燒杯沿潤(rùn)滑狀況非常好的斜面CD下滑的過(guò)程中，大燒杯中的水面還能保持水平嗎？

圖18盛有清水的容器在斜面上滑動(dòng)，水平面會(huì)呈什么狀態(tài)

【解題】實(shí)驗(yàn)中（見圖19），當(dāng)大燒杯在沒(méi)有摩擦的斜坡下滑時(shí)，水平面與斜面是平行的。其原理在于：每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的重量P都能分解為力Q和力R。其中力R的作用是使大燒杯與水沿斜面CD下滑，由于水與大燒杯的速度相等，這時(shí)水的質(zhì)點(diǎn)作用于大燒杯內(nèi)壁的壓力就與靜止時(shí)相等。力Q的作用是使水的質(zhì)點(diǎn)壓向大燒杯的底部，我們知道，力Q對(duì)水的作用與重力對(duì)靜止液體質(zhì)點(diǎn)的作用是相同的，所以水面垂直于力Q，即與斜面的長(zhǎng)CD平行。

圖19　圖18的答案

但是，如果在摩擦力的作用下，盛有清水的大燒杯沿斜面勻速下滑，水面會(huì)發(fā)生變化嗎？

根據(jù)經(jīng)典相對(duì)論的定理，勻速運(yùn)動(dòng)不會(huì)使力學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生任何不同于靜止?fàn)顟B(tài)的變化，所以水面不可能是傾斜的。顯然，事實(shí)正是如此。

用經(jīng)典相對(duì)論是否能解釋這一現(xiàn)象呢？沒(méi)問(wèn)題。在大燒杯沿斜面勻速直線下滑時(shí)，燒杯壁的質(zhì)點(diǎn)并沒(méi)有得到加速度，但燒杯內(nèi)的水的質(zhì)點(diǎn)卻在力R的作用下壓向杯的前壁，所以水的質(zhì)點(diǎn)受到了力R與力Q的合力P的作用，也就是垂直于質(zhì)點(diǎn)重量P的方向的作用，這就是本題中的水面為什么呈水平狀態(tài)。事實(shí)上在大燒杯下滑的整個(gè)過(guò)程中，只有最初開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，因?yàn)闊?dāng)時(shí)還處于加速運(yùn)動(dòng)中，尚未實(shí)現(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)，所以水面會(huì)在相當(dāng)短的時(shí)間里發(fā)生傾斜[6]。