對(duì)高中物理沿繩方向加速度關(guān)系的探討

鄧偉

摘要：高中階段解決繩末端速度分解時(shí)，教師經(jīng)常用到一個(gè)重要結(jié)論：沿著繩子方向的速度大小相等.但隨之而來(lái)另外一個(gè)值得大家思考的問題：沿著繩子方向的加速度是否相等？本文通過(guò)一道習(xí)題的爭(zhēng)議引出沿繩加速度的問題，再結(jié)合數(shù)學(xué)方法得出加速度關(guān)系的結(jié)論，最后結(jié)合高中物理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，舉例說(shuō)明歸納出與沿繩速度關(guān)系一樣的加速度的情況.本文的問題是日常教學(xué)中絕大部分高中教師都會(huì)出現(xiàn)的問題，所以本文的深入探討對(duì)高中物理教學(xué)有一定的指導(dǎo)意義.

關(guān)鍵詞：高中物理;沿繩方向加速度;探討;是否相等

中圖分類號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2022）19-0094-03

1 一道高三復(fù)習(xí)題的思考

在高中物理教學(xué)過(guò)程中，筆者遇到一個(gè)很有爭(zhēng)議的題目，題目如下：

例1如圖1所示，將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的環(huán)，環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上，光滑定滑輪與直桿的距離為d.現(xiàn)將環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放，當(dāng)環(huán)沿直桿下滑距離也為d時(shí)（圖中B處），下列說(shuō)法正確的是（重力加速度為g）（）.

2 沿繩子方向加速度關(guān)系與速度關(guān)系是否相同

3 沿繩子方向加速度關(guān)系的推導(dǎo)

4 高中范圍內(nèi)，哪些情況物體沿繩子方向加速度相等？

4.1 繩子兩側(cè)的物體速度方向與連接的繩子平行，都做直線運(yùn)動(dòng)，不存在繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng).

4.2 物體做圓周運(yùn)動(dòng)等存在繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，但速度為0

5 綜述

通過(guò)對(duì)本問題的探討，筆者獲得如下結(jié)論：連接體沿繩方向加速度的關(guān)系與速度間的關(guān)系不一定相同.我們既要考慮平動(dòng)的加速度，也要考慮轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的向心加速度.在高中物理學(xué)習(xí)中，下列情況的加速度之間的關(guān)系和速度關(guān)系是相同的：1.繩子兩側(cè)的物體速度方向與連接的繩子平行，都做直線運(yùn)動(dòng)，不存在繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況.2.物體做圓周運(yùn)動(dòng)存在繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，但速度為0的情況.

參考文獻(xiàn)：

[1]人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·物理[M].北京：人民教育出版社，2010.

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