变换参考系巧解一道物理竞赛题

李常明

(凤凰县高级中学,湖南 凤凰 416200)

抛体运动是全国中学生物理竞赛常考题型之一.经典的解题方法是将抛体运动分解为两个直线运动求解．这类题型若能充分利用中学物理所学方法,大部分情况能化繁为简达到快速求解的目的．笔者在给学生竞赛辅导中发现第32届抛体类竞赛试题有更基础、简单、易懂的解法,现简要分析如下．

图1

原题.从左至右在同一水平地面上依次有3个质点a、b、c,且3者共线,a与b相距l1,b与c相距l2．现同时将它们从其初始位置抛出．已知质点b以初速度v0竖直上抛,质点c以某一初速度竖直上抛．设在这3个质点的运动过程中,a能碰到质点b和c;并假设质点a的质量远大于质点b的质量,且a与b碰撞时间极短．求质点c的初速度vc和质点a的初速度所满足的条件．所求的结果均用题中的已知量表示出来．

由以上解法可知适当变换参考系,在动力学中选非惯性参考要引入惯性力解题不一定方便,但是在运动学中引入非惯性参考,增加了思维含量,运算与书写过程则变得非常简洁,其难度也由较难的竞赛试题变得像一道简易的直线运动基础习题．