慣性等效力在解題中的應用

《慣性等效力在解題中的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。

1、32卷第9期物理教學V01．32No．92010年9月PHYSICSTEACHINGSep．2010慣性等效力在解題中的應用高北(阜新市育達教育培訓學校遼寧123000)高中階段的物理習題通常是以慣性參考系為基礎的，慣向相反的力的作用，這個力的大小為。性參考系指相對于慣性系做勻速直線運動的參考系都是慣我們知道了這個概念，將它引人例1，則物體相當于靜性系。以慣性系為基礎的習題包含了高中學習階段的全部止或勻速直線運動，它在水平方向受到的合外力為0，即內(nèi)容，其中基礎部分是以牛頓二定律開始的，并且我們知道Tsin0一凇，lna在這里是一個力，將它分析出來，方向應該牛頓二定律只能在慣性系條件下成立。利

2、用牛頓二定律解與加速度方向相反，向右。同時，我們再對木塊受力分析，水題，對于初學者來說，常常因為物體受力的復雜性，搞不清楚平方向同樣符合=的二力平衡，則題亦可解之。哪些合力提供了加速度，造成對習題的無法理解，在這里我注意：慣性等效力不是物體之間的相互作用力，故慣性們推薦一種新的理解牛頓二定律問題的方法，幫助他們解決等效力無施力物體，無反作用力。慣性等效力僅是慣性參考這個困難!系非慣性運動的一種表現(xiàn)，其具體形式與運動物體的運動形這種方法就是引入～個力，把原來認為處于變速運動不式有關。平衡狀態(tài)的物體變成平衡狀態(tài)(即合外力為0，沒有加速2．使用慣性等效力解題的第一類習題度)，這個力我們稱之為：慣性

3、等效力。上面習題可能還不能真正體現(xiàn)慣性等效力帶來的解題1．引入慣性等效力的概念便利性，我們不妨通過一些更為復雜的習題再試試看。我們先來研究下面這個習題的常規(guī)解法：例2如圖2所示，一l例1在水平地面上運細線的一端固定于傾斜角為P。動的小車車廂底部有一質(zhì)量45。的光滑楔形滑塊A的頂為m的木塊，木塊和車廂通端P處，細線的另一端拴一a，一過一根水平輕彈簧相連接，彈質(zhì)量為m的小球，當滑塊至簧的勁度系數(shù)為，在車廂的少以加速度a一向7／／／／／／／／．,／／／／／／／，，／頂部用一根細線懸掛一質(zhì)量左運動時，小球?qū)瑝K的壓1為m的小球。某段時間內(nèi)發(fā)圖1力等于零；當滑塊以n一2g現(xiàn)細線與豎直方向的夾角為0，在

4、這段時間內(nèi)木塊與車廂也的加速度向左運動時，線中圖2保持相對靜止，如圖1所示。不計木塊與車廂底部的摩擦拉力T一。力，則在這段時間內(nèi)彈簧的形變量為()引入慣性等效力：(1)對小球受力分析，當小球受到斜面壓力為零時，我(A)tan0(B)們認為小球受重力mg，細線的拉力丁和與加速度方向相反的慣性等效力，的作用下平衡，則建立水平豎直的坐標平(c)tan(D)tan衡方程：(取細線與水平夾角為)常規(guī)解法：這個問題我們先要分析小車運動的加速度水平方向：Tcos0一(1)n，著手點是小車內(nèi)與豎直成0角的懸線小球，小球受到的加豎直方向：Tsin0一rng(2)速度a由重力和彈力提供，對其受力分析：解方程(1

5、)(2)可得mg／tan0一，0—45。，口一g。豎直方向Tcos0一，水平方向Tsin0一；(2)我們可以分析當a—g時，斜面壓力為零，當加速度提供加速度a，a：TsinO／／／'／一gtan0。繼續(xù)增大時，等效力也會增大，則0角將會減小，也就是對木塊水平方向進行受力分析，因為木塊水平方向只受小球?qū)⑴c斜面分離，我們繼續(xù)對小球受力分析，可知T是彈力作用，故此彈力提供加速度：mg與ma的合力，并且這兩個力互相垂直，所以滿足力三角婦一，解得：z=~njgtan0，故選A形的解題方式：。T一干，T一mg。引入慣性等效力：慣性等效力認為處于勻變速直線運動狀態(tài)的物體，相當于該物體處于靜止或者勻逮直線運

6、動狀評析：本題是應用慣性等效力解題很好的一道例題，我態(tài)，使它保持這種狀態(tài)的條件，是物體受到一個與加速度方們在前面的學習方式中，經(jīng)常將此題作為研究牛頓二定律典·47·型例題，現(xiàn)在將解題方法變化，就使問題簡單了很多，同時也豎直方向：COS45=mg。提高了自己的理解能力。將已知數(shù)據(jù)條件帶入解得一3．16rad／s。下面的問題是例2的變形，請大家試著用慣性等效力方所以的取值范圍為：2．4rad／s≤≤3．16rad／s，法將它解釋出來。AC、BC兩繩始終張緊。例3．如圖3所示，傾角為a的光【評析】慣性等效力方法普遍適用于加速度大小恒定的滑斜面體上有一個小球m被平行于斜機械運動，包含我們學習過的勻加

7、速直線運動和勻速圓周運面的細繩系于斜面上，斜面體放在水平動，它們共同的特點是都可以表示成為F一的形式，因此面上。則要使小球?qū)π泵鏌o壓力，求斜也都可以將I'rla的形式等效為力的形式。面體運動的加速度范圍；要使下面的問題是例4的變形，請試著用慣性等效力方法將小球?qū)毨K無拉力，求斜面體運動的加它解答出來。速度范圍；若已知“一60。，圖3例5如圖5所示，一個光m：2kg，當斜面體以a一10m／s。向右做勻加速運動時