在离水面高 h 的岸边,有人用绳子拉船靠岸,人以不变的速

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在离水面高为h的岸边,有人用绳子拉船靠岸,人以不变的速率收绳,当船在离岸的水平距离为x时的速度、加速度是多少?
问题实际为:已知:收绳速率= 常量,岸高h。

求:船距岸 x 时,= ?、a = ?
分析:对此例,一般容易出现的错误是不从速度的定义分析,而是凭图面上的直觉,认为就是船头的速率,且运动方向沿着绳,而船沿水面行进的速度正是这一速度的水平投影。

设绳与水
平夹角为,则船速。

上述结论是错误的!对此可作如下定性分析。

如图示,设t时刻船在C位置,经过Δt后
到达 C ' 位置。

Δt时间内船行进Δx ,而绳缩短。

由图可见,因而船速
,而不是上述的!具体解法如下:
解:选如图坐标,原点在滑轮处,则船的位矢。

由速度定义
由图有,故
按题意
代入上式得
故,方向与图中x正方向相反。

由此解答可见,船的速率
这里我们看到,前面指出的错误原因就在于把绳子缩短的速率当成了绳的C端运动的
速率,混洧了与的区别,同时还误认为C端就是沿绳的方向运动的。

由加速度定义
故,船的加速度a与图中x的正方向相反。

由于a与方向相同,故
若均匀收缩缆绳时( = 常量),船应加速度靠近岸!。

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