在物理上,力和速度都是矢量,都是既有大小,也有方向的。从数学上看,矢量的计算规则是一样的,所以,可以用相同的思路来分析力量与速度。 从牛顿第三定律,你可以知道力与运动相互关系 (f = ma ; v =at 等),用来分析速度与力就很直接了。
上而这图,我们先从矢量的角度来看,你会发现分析过程是一样的:
绳子的速度(力)是向左上方的,到右下的物体接触点时,速度(力)就会分解成两个方向,一个是水平向左的分速度(分力),一个竖直向上的分速度(分力)。两个分速度(分力)与原本的的速度(力)合成一个直角三角形,水平方向的的分速度(分力)与绳的的速度(力)关系为 :
水平分速度(力) = 合速度(力)* cos θ
从三角关系可知,角θ越大,水平方向的速度(力)与绳的速度(力)比值就越小
再从力学上分析
绳的力为T , 那右下物体的接触点,T力分成两个方向,向左的 T1 和向上的T2 ,它们的关系符合直角三角形三边长关系,即 T1 = T*cosθ, T2 = T* sin θ
当T2 不大于物体的重力时,物体在竖直方向受到的重力、绳子向上分力、支撑力会达到平衡,竖直方向是不会有加速度或是速度改变。
而在水平面上,就受到向左的分力(题目中没有说有无阻力,有的话要合并分析),从
T1 = T*cosθ
可知,θ越大,水平方向力越小,即加速度越小,也就是速度变化的速度越小。考虑到加速度与速度的关系,即可得出和上面一样的结论。
另外,要注意以上分析都是对某一个”瞬间“进行的,要有更深刻地了解,还要多想想每个瞬间的关系,比如考虑惯性的作用、加速度在变化时速度是怎么变化的,等。这里就不作分析了。