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高中物理中,求加速度应注意的几个问题

更新时间:2024-04-23 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

“瞬时加速”应注意的几个问题X37物理好资源网(原物理ok网)

在高中物理中,瞬时加速度问题是一个比较重要的知识点,老师们都将其列为专题来处理。X37物理好资源网(原物理ok网)

1、高中物理中涉及到的弹簧和绳索都是“轻弹簧”(没有质量的理想化模型)和“刚性绳索”(承受力但不变形的理想化模型。图中的“弹簧”和“刚性绳索”以下文字中的“绳”既指“轻弹簧”又指“硬绳”)。 首先,我们需要了解情况突然发生变化时两者的异同; 两者的相似之处在于:当两者的一端不受限制时(例如英语作文,从一端切割时),力会变异为零; 两者的区别在于:当两端受到限制,力发生变化时,弹簧的弹力不会突变,但刚绳的力会突变。X37物理好资源网(原物理ok网)

高中物理弹簧与绳子X37物理好资源网(原物理ok网)

例如,在图1和图2中,小球m1和m2原本是静止的。 现在如果将它们从图中的B处切开,图1中的弹簧和图2中的下绳索的张力将突然变为零。 如果两者都从图中的A处切断的话,图1中弹簧的弹力不可能突然变为零,而图2中下绳的拉力会在切断的瞬间突然变为零。X37物理好资源网(原物理ok网)

2、必须解释清楚“瞬时”的特点。X37物理好资源网(原物理ok网)

对于力来说,在它开始变化的那一刻,能够变异的力就可以变异(比如图2中B点切断下绳时的拉力),而不能变异的力就是和变化之前一样,也就是说,在这个瞬间,这个力还没有来得及变化(比如图1中弹簧在A处剪切瞬间的弹力就和之前一样等于m2g)它被剪掉了)。 加速度与力相同。 当物体的合力发生变异时,加速度也会发生变异; 而当物体的合力不改变时高中物理弹簧与绳子,加速度也不会改变。 至于速度,不可能突然改变。 当它开始改变的那一刻,就会和改变之前一样。X37物理好资源网(原物理ok网)

3、虽然我们要寻找的是一开始的情况,但有时我们需要研究物体后续的运动,然后判断此时此刻的情况。 这个非常重要。X37物理好资源网(原物理ok网)

如图1所示,从A处切开后,m1和m2的弹簧在下落过程中会缩短,即m1和m2之间的距离变小,两者的初速度都为零,所以我们说在A处切入的瞬间,两者的加速度肯定是不同的。 如图2所示,从A点切割后,在下落过程中,m1和m2之间的距离保持不变(这是实际情况),即两者相对静止,那么整体加速度可以为应用全局法求得的为重力加速度g。 由各物体的加速度为g可以判断,在B处被切断的瞬间,绳子的张力立即变为零。 由此可以判断,此时 时,m1 和 m2 均仅受重力影响,其加速度为 g。X37物理好资源网(原物理ok网)

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实施例1 如图3所示,绳索水平,弹簧与垂直方向成角度α,球静止。 球在图中A点切入时的加速度是多??少?X37物理好资源网(原物理ok网)

分析:当在A处切断力矩时,我们一开始无法判断绳子的张力是否突然发生变化。 但我们知道,球将来会做部分圆周运动。 在A点切入的瞬间,球的位置(即球被切入之前的位置)就是部分圆周运动的初始位置,那么我们将其视为在A处的圆周运动这个位置:假设绳子的拉力为T,绳子的长度为L,球的质量为m,那么由向心力公式可知,因此此时,球的速度还没有来得及改变,仍然为零,因此得出T=0的结论。 此时,绳索张力突然变为零,速度为零,小球仅受重力影响,加速度a=g。X37物理好资源网(原物理ok网)

瞬时加速解题规则分类分析X37物理好资源网(原物理ok网)

瞬时加速度问题是牛顿第二定律的重要应用,也是较为复杂的问题之一。 只有注重总结问题分类和解决策略,才能取得胜利。X37物理好资源网(原物理ok网)

1 系统静止时的瞬时加速问题X37物理好资源网(原物理ok网)

高中物理弹簧与绳子X37物理好资源网(原物理ok网)

1.1弹簧问题如上图所示。 注意高中物理弹簧与绳子,弹簧变形需要时间,不能瞬间改变,弹力保持不变。X37物理好资源网(原物理ok网)

解题策略:弹簧不拉伸、不变形; 系统原本是静止的,当细线被切割时,物体(连接细线)上的合外力等于细线在切割前的拉力。X37物理好资源网(原物理ok网)

规则1:事实证明,在静止系统中,在细线被切断的瞬间,远离细线并连接到弹簧的物体的加速度为0。X37物理好资源网(原物理ok网)

规则2:当细线被切断时,原本静止的系统以及与细线和弹簧相连的物体的加速度等于细线在切断前受到的拉力FT除以物体的质量。X37物理好资源网(原物理ok网)

2 系统加速和运动问题X37物理好资源网(原物理ok网)

2.1 弹簧类问题 请注意,当系统加速时,在细线被切断的瞬间,细线所连接的物体所受到的合外力不再等于细线在被切断之前的拉力。X37物理好资源网(原物理ok网)

解题策略是先求出弹簧剪切前所受的弹力(大小和方向),然后分析剪切后物体所受的力,然后根据牛顿第二定律求解。X37物理好资源网(原物理ok网)

规则3:在匀变速运动系统中,在细线被切断的瞬间,远离细线且与弹簧相连的物体的加速度保持不变。X37物理好资源网(原物理ok网)

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