對高中物理沿繩方向加速度關系的探討

鄧偉

摘要：高中階段解決繩末端速度分解時，教師經常用到一個重要結論：沿著繩子方向的速度大小相等.但隨之而來另外一個值得大家思考的問題：沿著繩子方向的加速度是否相等？本文通過一道習題的爭議引出沿繩加速度的問題，再結合數學方法得出加速度關系的結論，最后結合高中物理教學經驗，舉例說明歸納出與沿繩速度關系一樣的加速度的情況.本文的問題是日常教學中絕大部分高中教師都會出現的問題，所以本文的深入探討對高中物理教學有一定的指導意義.

關鍵詞：高中物理;沿繩方向加速度;探討;是否相等

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2022）19-0094-03

1 一道高三復習題的思考

在高中物理教學過程中，筆者遇到一個很有爭議的題目，題目如下：

例1如圖1所示，將質量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質量為m的環，環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.現將環從與定滑輪等高的A處由靜止釋放，當環沿直桿下滑距離也為d時（圖中B處），下列說法正確的是（重力加速度為g）（）.

2 沿繩子方向加速度關系與速度關系是否相同

3 沿繩子方向加速度關系的推導

4 高中范圍內，哪些情況物體沿繩子方向加速度相等？

4.1 繩子兩側的物體速度方向與連接的繩子平行，都做直線運動，不存在繞點轉動.

4.2 物體做圓周運動等存在繞點轉動的情況，但速度為0

5 綜述

通過對本問題的探討，筆者獲得如下結論：連接體沿繩方向加速度的關系與速度間的關系不一定相同.我們既要考慮平動的加速度，也要考慮轉動時的向心加速度.在高中物理學習中，下列情況的加速度之間的關系和速度關系是相同的：1.繩子兩側的物體速度方向與連接的繩子平行，都做直線運動，不存在繞點轉動的情況.2.物體做圓周運動存在繞點轉動時，但速度為0的情況.

參考文獻：

[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中心.普通高中課程標準實驗教科書·物理[M].北京：人民教育出版社，2010.

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