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请教一个高中物理题

你问我答 • kevin007 • 发表于 3 月前 • 最后回复来自 shangzicheng • 3 月前

如图的绳拉小船问题,这是一个关联速度问题,小船的速度沿绳子方向的分量等于绳子的速度,所以答案是船速变大。

但是,孩子问为什么船速不是绳子速度的水平分量,我只能说分析对象是船,所以船的实际运动速度是合速度,不能反过来。解释完总感觉差点意思,有哪位大神能几句话说的高中生能彻底理解不?

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共收到13条回复
Jiejiejie50 3 月前 湖北省 #1 赞 0

这不是个三角函数概念题么
绳子水平面夹角余弦的倒数

Crazy 3 月前 湖北省 #2 赞 1

“孩子问为什么船速不是绳子速度的水平分量”
这个问题特殊处在于船只能在水面上水平移动,无法上下移动,所以这个问题本质是一个滑杆机构运动问题
再进行运动分析就可以解答孩子这个问题了

jackieez 3 月前 湖北省 #3 赞 1

为什么船速不是绳子速度的水平分量?
当绳子移动v后,连接滑轮,船移动之前,船移动之后三个点构成一个三角形,滑轮到移动之前为s1,滑轮到移动之后为s2,就有s1-s2=v,船移动的距离为s,根据三角形两边之和大于第三边反推,s>v,即船速大于绳速。
为什么船速越来越快?
用极限法,假如船在无限远,那么绳子和船移动方向夹角接近0,即船速等于绳速,然而实际是船速大于绳速,即船速越来越快

fywb0130 3 月前 湖北省 #4 赞 0

孩子问为什么船速不是绳子速度的水平分量?你孩子说的是对的,但绳子还在向左移动着呢,所以船的速度应该是绳子速度水平的分量在加上绳子向左移动的速度,这个思路能解题,但高中知识不够,所以需要换个思路:三角形横边a,竖边b,斜边c有a*a+b*b=c*c,绳子拉动距离x,船移动距离y有a^2+(b-y)^2=(c-x)^2,两个等式相减有y^2-2*b*y=x^2-2*c*x,当x趋于0,y趋于0时有2*b*y=2*c*x,得到y>x

letiankaimen 3 月前 湖北省 #5 赞 0

不会,我物理白痴

testicles 3 月前 福建省 #6 赞 0

秒A

zorrosword 3 月前 湖北省 #7 赞 0

假设船离岸高为h, 绳子和水平面夹角为a, 可以用微分解。d ( h / s i n a ) = 绳速 d t, d ( h c o s a / s i n a ) = 船速 d t 。解出来就是船速 = v / c o s a。如果没学微分用近似三角形也是解出船的速度。

zorrosword 3 月前 湖北省 #8 赞 0

打个公式不知道怎么这么多不通过

graph 3 月前 湖北省 #9 赞 0

因为经过时间△t,绳子变短了v×△t。记A为船头开始的位置,B为船头经过时间△t的位置,D为滑轮的位置,在AD上取点C使得DC=DB(自己画图),则AC=AD-DC=AD-DB=v×△t。当△t非常小时,显然角BCD接近90度,也就是说△ABC可以近似看成直角三角形,所以船在时间△t内移动的距离AB=AC/cosA,船的速度可以近似看成AB/△t=v/cosA,随着船头接近岸边,角A变大,cosA变小,所以船速变大。

dejavu 3 月前 湖北省 #10 赞 0

如果在一个平面拉船,船速就等于绳移动的速度,也就是绳的水平速度

但现在是两者不在一个水平面,但又通过一根绳子把相对距离固定了,所以和上面一种同样时间内绳水平移动的距离,并不等于船水平移动的距离,即船速不等于绳的绳的水平速度

shangzicheng 3 月前 湖北省 #11 赞 0

实际以3个典型角度进行计算,根据绳子长度变化和船前进的距离计算
水平夹角从30度变45度,船的平均速度为 (2-根2)/(根3-1) v
水平夹角从45度变60度,船的平均速度为 (根6-2)/(根3-1)v
拿计算器计算,船的速度实际变慢了
选B

miner207 3 月前 北京市 #12 赞 0

B

shangzicheng 3 月前 湖北省 #13 赞 0

速度是位移随时间的变化量,要看位移的变化,不需要进行受力分析进行水平分解

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