Question

一道高中物理选择题

20．如图所示，汽车静止在水平路面上，车厢内用细绳竖直悬挂的小球P也处于静止状态，若汽车开始持续向右作匀加速直线运动．则关于小球的运动情况下列说法中正确的是：
P
A．以路面为参照物车启动时小球的加速度为零．
B．悬挂小球的细绳将向左偏离，以车为参照物小球静止于偏左的位置．
C．只要车的加速度足够大，小球可以碰到车顶．
D．只要车的加速度适当，以车为参照物小球将作周期性的运动．

Answer 1

A, C, D

只有 B 是不正确的.....

可以衡咐困把以小车为参照物的加速系, 看作 g' 等于 g, -a 它们简山两个的矢量和..... 小球咐念做单摆运动....

追问

对不起还是不是很懂呐~~能配个图嘛？我收满意答案的时候+悬赏分~

追答

1. 以小车为参照系, 因为这是一个加速系, 也就是说, 它相对于地面这个惯性系, 之间存在一个恒定的加速度 a, 那它的力学规律将稍稍不同于我们地面的惯性系

2. 与静止的参照系, 或者匀速直线运动的参照系 (它们都是所谓的 "惯性系")相比, 惯性系一切力学规律不变, 惯性系之间, 只要进行如下变换: t = t', x = x' + vt' 即所谓的 "伽利略变换", 那么, 所有运动学, 动力学规律, 在两个参照系中, 是一致的, 即所谓的协变性.......简单说来, 就是在静止系看惯性系, 和在惯性系中看静止系, 都符合同样的物理规律...... 这个应当在课本中, 提到伽利略对惯性, 那个船中跑跳的段落中, 认真学习体会到......现在的老师一般比较白薯, 他们认为只有公式有用, 却忽略了最重要的思想.....

3. 那如果两个参照系之间, 相对运动不是匀速直线运动, 而是匀加速直线运动呢? 在 2 中的相对性思想提示下, 我们不难想到, 一定得有某种变换方式, 使得加速系满足协变条件, 否则, 就会存在一组特殊的惯性系......这种变换方式, 就是假定加速系中, 每个物体受到一个额外的 "惯性力"....
f = m (-a)
其中 a 是加速系相对于惯性系的相对加速度..... 你可以去验证, 这个变换完全满足协变性条件, 即静止系看加速系, 加速系看加速系, 都满足运动学和动力学规律.....

4. 然后, 回到本题, 还需要什么图吗? 你只需要判断, 从刚开始加速的一瞬间, 在汽车这个加速系中, 小球受到的场力除了乡下的重力 mg, 又加上了一个向左的 ma ..... 它们的合力指向左下.....我们把合力当作新的 "重力", 小球难道不是一个刚刚拉起在最大振幅处, 开始自然释放的单摆吗?

Answer 2

没看到图 B是对的 绳子和重力的合力提供加速度 小球加速度和车子一样

Answer 3

选择B。

如果选择地面坐标系，则小球将与汽车以相同的加速度向右作匀加速运动。悬挂小球的细绳将向左偏离，给小球提供产生向右的加速度的分力。

如果选车厢为参照物，则念槐谈小球与车保持相仔碰对静止状态，位明竖置偏左。

Answer 4

选B。因为是匀加速运动。

Answer 5

B，相对关系