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别样连接体问题

 新用户65120Joi 2022-10-20 发布于山西

如图所示,质量为m的小球a用两根轻细线连接,一根细线的另一端连接在固定点A,另一根细线穿过固定在B点的光滑小圆环,绕过固定在C点的光滑定滑轮后连接在质量也为m的小球b上,A、B、C三点在同一水平线上,A、B间距离为L,将小球a向上移到P点,PA与水平方向的夹角为θ=450,PA=PB,重力加速度大小为g,不计小球大小,细线不可伸长。由静止释放小球,若球a运动到AB连线前已做圆周运动,且可忽略球a做圆周运动前a、b组成的系统的机械能损失。求:

(1)释放小球a的一瞬间,细线对小球b的拉力大小;

(2)当小球a运动到AB以下,aA与水平方向的夹角为450时,小球b的速度大小;

(3)小球a运动到A、B连线上某位置时,小球a的向心加速度大小。

群里老师分享的一道试题,上课时让学生体验了一下,因为和之前练过的一道习题类似,属于考查连接体的加速度问题。

可能是连的方式比较复杂,题干又比较长,好多同学读个题目也读得很夸张,上气不接下气,看来今后的题目只要把文字变得长一点,估计就把好多同学能吓晕。能读懂题目的学生就是好学生,好学生这个标准也降得太离谱了。

解答阶段,不理解题意的同学思考的着力点与众不同,特好奇为啥就不是从开始就是圆周运动呢?还要来一句“到达AB连线之前已做圆周运动”。一个能动的小球,被一条不可伸长的细线栓接在一个固定点上,不做圆周运动好像有点天理难容的味道。天理太主观主义了,物理应该是自然的客观规律。好像学物理困难的同学都是这么一种思维模式,我觉得、我感觉,而不是运动所学规律推导结论,大师的感觉叫直觉,普通人的感觉叫错觉。大师发现规律来向普通人证明自己的直觉是正确的,普通人学习大师的理论来认识客观事物。

如何去天理的呢?

1.把与a连接的右边的细线全部去掉,从p点释放后a是否马上就做圆周运动?

2.a从释放到做圆周运动,a(系统包括地球)的机械能是否有损失?(为理解题干里的忽略机械能损失打基础)

3.“到达AB连线之前已做圆周运动”。说明刚开始不是圆周运动,这就说明刚开始连接a左边的线是松弛的,这是个重要信息。

4.刚开始运动时,a右边的绳子有拉力,左边无拉力,所以a的加速度方向在竖直向下与右边绳子之间。所以a和b沿绳子方向的加速度大小相等,对a、b整体受力分析,求沿绳子方向的加速度大小,再单独隔离a或b,就可求出释放a瞬间绳子的拉力,整体法列牛顿第二定律方程时注意对a物体的重力进行分解。

5.(2)、(3)主要运用机械能守恒定律和运动的合成与分解知识求解速度,a做圆周运动之后速度方向垂直于半径方向,b速度沿绳子方向。a、b两物通过绳子牵连,所以沿绳子方向速度大小相等。

解完之后的感觉,题目看上去新颖,但还属于基本模式的组合。连接体问题的特点:一般情况,沿连接物方向的速度、加速度大小相等;受力分析采用的方法通常是整体法和隔离法相结合。至于机械能守恒,碰上一些比较奇怪的连接方式,基本上是以考查几何关系为主了。

明天月考,考试范围为包括静电场的大力学范围,学生问考前注意啥。

说了些学生认为和没说一样的几个点:

1.逐字审题,适合所有学科;

2.纯运动学问题注意画v-t图辅助解决;

3.动力学问题注意受力分析,尤其是动、静摩擦力的分析;

4.受力分析成功的基础上,注意四大类问题:受力平衡问题、牛顿运动定律的问题、功能问题、动量问题。

学生的问题实质和想要考题差不多,我的回答感觉是高中物理力学的真理。真理很容易被无视,就像养生理论,条条框框一大堆,那被是为真学问,你若说养生就是好好吃饭、好好睡觉。都认为是胡说,可返过来再想,若一个人不能好好吃饭和睡觉了,那可能就是...

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