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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 基础物理 » 为什么轻绳两端受力不同而加速度却又不是无穷大
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匿名

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21楼2014-03-22 20:41:43
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自由之畔

铁虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★
zz3476: 金币+1 2014-03-23 09:20:17
刚才比喻可能还不够十分精确。

换一个角度。假设有两个地球，距离非常远，以至于互不影响。地球之间有两个物体1和2，物体之间有一种真空存在，这个真空有着一种非常奇怪的特性，它可以连接两个物体使他们之间的相对位置永远不变。你现在研究由这两个物体组成的系统的时候，是不可能考虑这个真空部份的。因为它作为系统内部被固结在内了。这部分真空和两端两个物体组成一个系统，同时被两头的地球引力拉扯，由于两个物体质量不一样，外部合力不为零（两物体也非常远，各自在各自的地球附近），外部合加速度也就不为零。

但你现在非要把这个合外力考虑到这个真空部分，那么由于真空是不带质量的，就会得到加速度无穷大的结论。但这已经是没有物理意义的了。

那么这个真空的这种奇特特性是什么呢？就是设想有一条没有质量但又存在着的绳子连接着两个物体。

再往下研究，是需要用到量子力学以及四种基本作用的根本性质的，比如说我有一个小精灵，不停地把两个物体的分子搬到真空中，最终使得两个物体处处均匀，这时候已经不能做两个地球非常远的假设了。这个时候变成了一个物体，两端受的力都是(m1+m2 )*g，合外力为零了。但是，这却恰恰体现了原先未合成时两物体之间的真空所受合外力为零的概念。这说明这个真空的受力情况不影响对物体受力情况的分析。

回到题目中，绳子和真空的价值是一样的，唯一的区别是绳子通过和滑轮的结合使得力的方向改变了，使得一切都能在同一个地球上发生，不再需要假设另一个地球了。

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22楼2014-03-22 21:34:21
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自由之畔

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
18楼: Originally posted by zz3476 at 2014-03-22 20:28:21
那你的意思是不是说绳的两端点的力和绳上其他部分的力不相等。...

嗯，是的啊，不过更加精确地说，是两端点各自还得分两边。设想把端点扁平化，一面粘在绳子上，一面粘在物体上。

总之绳子上受力处处相等，是基于绳子没有质量，只有内部分子互相作用所表现出来的宏观特性这两个互相矛盾的基本假设所得出的。而两个物体受力，却是因为引力对物质质量的作用而产生的。如果你非要拆开来看，那么对于绳子那部分分析，其基本前提就已经不正确了。只是这种因素不影响粗略估计角速度而已。

绳子受力处处相等，意味着整个绳子处于地球引力场中的位置要一样，但是很明显绳子在滑轮附近那部分和绳子两端部分受地球引力就不一样了。所以这里为了忽略地球引力场的影响，认为其没有质量。

受力处处相等还要求内部分子间互相作用处处均匀。这从统计意义上倒是可以做到。毕竟分子太多。

但是分子又怎么可能没有质量呢。

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23楼2014-03-22 21:50:26
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自由之畔

铁虫 (小有名气)
慢着，我好像想错了。

我也要好好再想想。。。

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24楼2014-03-22 22:00:46
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匿名

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25楼2014-03-22 22:05:39
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26楼2014-03-22 22:06:23
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zsk123

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

这是理想化模型，不要考虑绳子是由分子组成的，以绳子与定滑轮的交点为分界线，左边绳子产生的弹力就是T1，加速度为a1，不是T1/m.如果以左边绳子为系统，左端绳子受的合外力为0（f＝ma），右边同理

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27楼2014-03-22 22:14:06
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自由之畔

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
18楼: Originally posted by zz3476 at 2014-03-22 20:28:21
那你的意思是不是说绳的两端点的力和绳上其他部分的力不相等。...

晕死，楼主和别人那些讨论把我也绕晕了。

不过正好说明我大学物理确实没学好啊！

而我高中学物理的时候一直真的是这么认为的。。。

看来多年相信的一个结论有可能弄错了。。。好像真是处处不相等，正因为这种不相等才导致滑轮转动。。。

那就根本不需要假设地球那些有的没的了，这也正好符合剃刀原理。

这种讨论真有意思！

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28楼2014-03-22 22:14:42
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匿名

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