摘 要:彈力的“突變與緩變”是牛頓第二定律瞬時性教學(xué)中的一個難點,擬用胡克定律來解釋這類問題解決的物理依據(jù),以使教師教的清楚,讓學(xué)生學(xué)得明白。
關(guān)鍵詞:彈力;突變;緩變;胡克定律
【問題的背景】
在牛頓第二定律瞬時性的教學(xué)中,大家總會用到2001年上海高考試題中的那個辨析題(原題及解答如下)。
原題:
如圖1所示,一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為l1、l2的兩根細(xì)線上,l1的一端懸掛在天花板上,與豎直方向夾角為θ,l2水平拉直,物體處于平衡狀態(tài)?,F(xiàn)將l2線剪斷,求剪斷瞬時物體的加速度。
(1)下面是某同學(xué)對該題的一種解法:
解:設(shè)l1線上拉力為T1,線上拉力為T2,重力為mg,物體在三力作用下保持平衡
T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,T2=mg·tanθ
剪斷線的瞬間,T2突然消失,物體即在T2反方向獲得加速度。
因為mg·tanθ=ma,所以加速度a=g·tanθ,方向在T2反方向。
你認(rèn)為這個結(jié)果正確嗎?請對該解法作出評價并說明理由。
(2)若將圖1中的細(xì)線l1改為長度相同、質(zhì)量不計的輕彈簧,如圖2所示,其他條件不變,求解的步驟和結(jié)果與(1)完全相同,即a=g·tanθ,你認(rèn)為這個結(jié)果正確嗎?請說明理由。