三种物系速度和加速度关联研究

文章主要讨论高中物理竞赛中相对运动问题的一般处理方法,主要阐述常见的轻杆、轻绳,接触物系及交叉物系中的速度和加速度关联问题。     

沿绳方向加速度问题的深入思考

本文由一道联考题的争议引出沿绳方向加速度问题,再通过数学方法分析得出沿绳方向加速度的关系,最后结合高中物理教学实际,举例并归纳出沿绳方向加速度的关系.对培养师生物理学科核心素养中的“科学探究”有一定的指导意义.     

加速度不能这样分解

如图所示是我们常见的绳牵连物体运动模型．众所周知,中学阶段该模型中速度的求解常用合成分解的方法,笔者在此不再赘述．但不少老师在讨论其中的加速度问题时也跟研究速度问题一样,     

浅谈转换参考系在一类牵连物系问题中的应用简

如图1所示的两幅图为一类常见的以轻绳或轻杆为连接物构成的牵连物系模型,图1（a）中以轻绳为连接物,图1（b）中以轻杆为连接物.虽然两幅图中的连接物不同,但它们具有共同的特征：在运动过程中,A、B物体间的距离保持不变且连接物不发生弯曲.故此将运动过程中连接物（轻绳、轻杆）不发生弯曲的牵连物系归为一类. 在以此类牵连物系为背景的力学题中物体常做复杂的变加速度运动,对物体加速度的分析是此类问题的难点.笔者在对此类问题的思考中发现,通过转换参考系,可得出一条有用的结论：若以牵连物系中某一物体A为参考系,则另一物体B将相对于A物体做圆周运动.应用此结论可将复杂的变加速度运动转化成熟悉的圆周运动,给问题的分析带来方便.下面首先对这条结论进行简要的证明,再通过几道相关的例题来呈现此结论在分析问题中的巧妙性.     

连接体模型常见的约束条件问题

连接体模型是高考复习课中一个重难点问题,常见的有点面接触模型、面面接触模型、绳连接模型、弹簧连接模型等。其中题目所暗示的约束条件往往是解题的关键信息,常见的有速度约束和加速度约束,但学生往往无法把握题目所给的约束条件,导致题目分析出现错误。文章就其中的点面接触模型和绳连接模型分别讨论不同情况下速度约束条件和加速度约束条件。     

再谈连接体相关物理问题

<正>连接体是高中物理中一种比较重要的模型,其中轻绳或者轻杆作为连接两个物体的常见载体.从研究对象分析,连接体中往往涉及两个甚至两个以上的物体.从运动状态分析,不同形式的牵连体模型的创设贯穿对高中阶段不同形式的运动规律的考查.从问题设置的角度讲,有些试图以定性分析判断运动状态变化(速度,加速度),或者根据动力学规律定性分析受力特点;有些问题需根据连接体的受力特点和运动过程,     

对同一问题两种错解的辨析

图1是一常见的"绳连体"力学模型(绳的总长不变)。针对这一模型,就"重物的加速度"的问题,笔者发现有a_物=a_车cosθ和a_物=(1+cos~2θ)/(2cosθ)a_车这样两个不同的结论。可以肯定地说,这两个结论都是不正确的。     

这里的加速度不满足矢量运算吗？——谈绳牵连物体运动模型中物体和小车的速度和加速度

《中学物理教学参考》于2009年第5期刊登了《加速度不能这样分解》一文（以下简称“原文”）,内容说的是如图1所示的一种常见的绳牵连物体运动模型中物体和小车的加速度的关系,文中提出不能用合成分解的方法求解这里的加速度,并给出了用求导的方法来求解加速度,且得出了两者加速度的关系,最后得出“用合成分解的方法求解这里的加速度是错误的”这一结论．     

卫星变轨的数学分析

高中物理天体运动中的卫星变轨问题是一个教学难点,学生对卫星变轨时到底是加速还是减速,以及变轨时切点处的向心加速度是否发生变化,都感到困惑。文章对卫星的变轨问题进行数学分析,帮助学生深入理解卫星变轨问题。     

对绳船模型中关联速度和加速度变化的深入分析

从三个角度论证了绳船模型中的速度关系,用多种方法探究了船速率恒定和人收绳速率恒定两种情境下另一物体的加速度变化,最后分析了绳转动的角速度及小船在转动方向的加速度变化。     

绳牵连物体运动的深度研究

绳牵连物体运动是高中教学的难点,有些问题不仅学生难以理解,部分老师对这类题目也是疑惑重重.本文对绳牵连物体运动的情况进行系统的研究,希望对老师有所帮助,达到“给学生一杯水,老师要有一桶水”的水平。     

单元大概念视域下融合教学 突破物理概念教学难点——以“加速度”教学为例

物理概念是物理学的基石,物理概念教学对于物理教学至关重要.“加速度”是高中物理非常重要的概念,也是初学高中物理的高一学生存在较大学习困难的概念,一部分学生在学到“加速度”内容后就失去了对高中物理学习的信心.本文从单元大概念的视角,建构突破“加速度”这一概念教学难点的策略,让高一学生在初学高中物理过程中跨越障碍,顺利进阶,避免过早失去对高中物理学习的信心.     

轻绳连接物体加速度关系问题辨析

轻绳连接物体加速度关系问题,在物理竞赛、自主招生及高考模拟等方面试题中常有涉及,这里通过实例分析,再从极坐标中的径向加速度角度作理论阐释,进而对这一类问题进行辨析。     

以加速度概念的建立浅谈高中物理概念教学

本文以加速度的一堂概念教学课为例,阐述了高中物理概念教学的一些心得体会,通过"概念的引入、建立、理解与应用"等方面开展对高中物理概念教学的讨论。     

高中物理运动学中的加速度初探

加速度是反应速度变化快慢的物理量,既有大小,又有方向,主要应用于经典物理学中。在高中物理运动学的学习中,加速度的内容十分重要,它对学生理解速度、位移和力的概念都有帮助。如何帮助学生理解和掌握加速度,就要从它的概念、公式、测定和影响它的主要因素入手。本文结合以上这些,谈谈对高中物理加速度的一些认识。     

由一道卫星变轨运动问题引发的思考

航天技术是高中物理教育的热点,也是高考的必考点。在卫星变轨问题上学生往往容易出现错误,特别是加速度与向心加速度的关系学生更容易混淆。     

浅谈“轻线”“轻绳”问题的求解策略

<正>在高中物理问题中,我们经常会遇到由"轻线""轻绳"连接的系统的问题,求解此类问题,我们需要深刻理解"轻线""轻绳"的模型特点,熟练掌握此类问题的求解策略。一、"轻线""轻绳"模型的特点1.轻:表示"线、绳"的质量及重力均小到可以忽略不计(即可以认为是0);表现出"线、绳"无论在什么运动状态下,同一条线或     

向心加速度大小表达式的几种推导方法

向心加速度是高中物理中的一个重要概念,也是学生学习中的一个难点.为什么物体速度的大小不变而方向改变时会存在加速度?初学时学生常常觉得难以理解.本文分别从"运动的合成与分解"和"加速度的定义"出发介绍推导向心加速度大小的表达式的六种方法,以使学生从不同角度理解向心加速度的物理意义.     

这里是“逐差法”的误用

逐差法是中学物理和大学物理实验中处理数据与减小误差常用的方法之一.笔者认为,无论从适用范围还是从处理效果上来看,高中物理实验《测量匀变速直线运动的加速度》(以下简称《测》)中的逐差法实为误用.一、课本中的纸带处理方法《测量匀变速直线运动的加速度》是高中物理的传统实验之一.实验中,在利用打点计时器获得纸带,处理纸带测定加速度时(如图1),为了减少偶然误差,实验中采用了逐差法.具体计算过程如下:     

深化能量观念 阐释物理规律——对2022年湖北高考物理第16题的进一步讨论

能量观念是高中生必备的物理观念之一,物理规律的阐释也是深化物理观念的一种途径.绳连体问题是高中物理中常见的考点,深入地分析涉及复杂的动力学原理和能量转化规律.本文以一道高考压轴题为例,从能量守恒定律出发,采用求导、积分、描绘函数图像等方法论述了绳连体问题中的动能、加速度、拉力随角度变化的规律.力争表述清晰、逻辑严谨、运算简洁,以期给教育同行在能量观念的教学中提供参考.