第26章 碾压火箭班求追读(第2页)
“给你们三分钟,不用动笔,想思路。”
仲文靠在讲台边上,端著保温杯,慢悠悠地喝了一口。
教室里安静下来。
三分钟后,仲文放下杯子。
“周然,你先说。”
被点名的是那个剃短髮戴黑框眼镜的火箭班男生。
周然站起来,声音沉稳。
“第一种思路,能量守恆加牛顿第二定律。”
“滑块从边缘到碗底,高度差为r,用机械能守恆求出碗底速度,然后在碗底做圆周运动,向心力等於支持力减去重力,解出支持力就是答案。”
仲文点了下头,没说好也没说不好。
“还有呢?”
周然想了想。
“第二种,用动能定理替代机械能守恆,本质一样,但如果碗面有摩擦力的话,动能定理更通用。”
“第三个。”
周然沉默了两秒。
“可以用拉格朗日方程……但我只知道概念,具体没推过。”
仲文的表情没什么变化,转向另外两个火箭班的学生。
“你俩补充。”
一个叫陈昊的男生站起来,挠了挠头。
“我的思路和周然差不多,就是第一种和第二种,第三种我没想到。”
另一个叫王睿的也点头附和。
仲文把保温杯搁在讲台上,表情谈不上失望,但也绝对算不上满意。
“三个思路。”
他竖起三根手指。
“能量法、动能定理、拉格朗日。前两个本质相同只是表述不同,严格来说算两个独立思路。”
他看向叶安。
“叶安,你来说说。”
叶安站了起来,脑海里【物理推演】能力早在题目写出来的那一刻就已经启动了。
半球碗的三维模型在他意识中旋转著,滑块在碗壁上滑动的轨跡被精確標註。
这道题,他看到了四条路。
“第一种,机械能守恆求末速度,碗底圆周运动列牛顿第二定律,和周然说的一样,这是最直接的。”
仲文点头。
“第二种,动能定理。如果题目条件变了,碗面粗糙,机械能不守恆,动能定理照样能用,通用性更强。”
仲文又点头。
“第三种,换参考系。”
叶安的语速没变,但內容一跳,三个火箭班的学生同时抬起了头。
“以碗底为原点建立极坐標系,用广义坐標θ来描述滑块的位置,对整个系统列能量方程,然后对θ求导,可以直接得到沿径向的加速度分量。”
“这个方法的好处是,不需要单独分析碗底那个特殊位置,θ取任意值都能给出对应位置的法向力。”
周然的笔停在半空中,眉头皱得很紧,这个思路他隱约能听懂框架,但让他自己推,推不出来。