浅谈转换参考系在一类牵连物系问题中的应用

摘要

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.