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在加速度为a的升降机

03-03-06_运动电梯内悬挂物体加速度

本期高中物理竞赛试题,我们共同来研究一下非惯性参考系下做匀加速直线运动物体的加速度方向问题,对于这个问题,其本质就是研究运动的相对性的问题,即牵连运动的问题,在运动速度方面,同学们对于运动速度的相对性原理都有所了解,并已经能够熟练应用运动速度的相对性原理来进行最短时间的计算,当然在动力学题目中,虽然不再将运动时间作为研究的重点,但是仍旧需要通过加速度的关系来经行受力的具体分析,因此在动力学题目中加速度的相对性原理的考查应该属于基础内容,需要同学们加以熟练掌握。

本期题目就难度而言并不复杂,其解题的重点过程主要在非惯性参考系下的受力分析和运动的相对性原理上,因此对学生的能力的考查并不是很高,同时也希望同学们能够自己试着做一下这个题目,小编在这里友情提示一下哦,注意方向哦。

在加速度为a的升降机

高中物理竞赛典型例题与解题步骤

升降机里的水平桌面上有一质量为m的物体A,它以一根跨过位于桌边定滑轮的细线与另一质量为2m的物体B相连,如图1所示,升降机以加速度a=g/2向下加速运动,设物体A与桌面的动摩擦因数为u,略去滑轮轴上摩擦以及绳的质量,且绳不可伸长,求A,B两物体相对于地面的加速度。

在加速度为a的升降机

高中物理竞赛典型例题解题方法与思路

题目看完了,此题的解题过程并不算复杂,就题目本身的难度而言也属于较为简单的物理竞赛题目类型,稍微能够比物理竞赛的入门级的练习题高一点儿,虽说是题目不难,但小编还是想从本期题目的重点难点的角度上对这个题目梳理一下。首先对于这个题目而言,不论是分析哪一个物体的运动情况或受力情况,都需要选取电梯为参考系,这是本题解题思想的最核心的体现,因为在选取电梯为参考系后,整个系统的运动和受力情况都能按照普通的中考题目的解题思路来处理,方便简单,同学们也比较容易掌握,只不过需要在受力分析的过程中,加入惯性力修正而已。

当然,解决这个题目也可以在惯性系下解决,对于这个题目而言,就是在选取地面为参考系的情况下经行受力分析和运动分析,这个稍微难度大一些,特别是对于水平桌面上的物体而言,由于其一方面具有水平方向的加速度,另一方面也跟随着电梯具有竖直向下的加速度,因此在受力分析的时候,需要在水平和竖直两个方向上都经行详细的受力分析,找出产生加速度的合力,列出方程计算。但是对于选取电梯为参考系的解题思路,此时电梯的运动将转化为惯性力修正,作用到物体上,在分析运动的时候,人就是比较普通的水平桌面上的物体做匀加速直线运动,而定滑轮下的物体做加速度相等的匀加速直线运动,这样的列题向心同学们都会计算。

通过在电梯为参考系下的物体运动和受力情况分析,由于两个物体被同一根绳子相连,因此具有相等的加速度,通过两个物体在绳子方向上的受力情况,并结合牛顿第二定律列出方程后,通过简单的计算过程就能得到两个物体相对于电梯的加速度,注意这个加速度是相对于电梯的,并不是相对于地面的,做到这个地方后,就需要进一步通过运动的相对性原理经行后面的加速度的转化过程了。对于定滑轮下的物体而言,这个过程还是比较简单的,因为自身相对于电梯的加速度与电梯的加速度方向相同,直接相加即可,而对于水平桌面上的物体而言,相对于水平桌面的加速度与电梯的加速度垂直,因此其相对于地面的加速度是这个加速度的矢量合成,具体需要按照矢量四边形法则来解决,对于这个题目而言,正好是矩形,采用勾股定理计算即可,但是要注意还需要计算出加速度的具体房屋为,即角度的大小。

说到这里同学们应该都能够掌握了吧,小编就不再后面将解题过程再赘述一遍了,看着上面的分析就应该能看懂解题过程的。

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