等效重力加速度及其應(yīng)用

1、等效重力加速度及其應(yīng)用等效重力加速度及其應(yīng)用許多物理問題都涉及到重力加速度g，g被我們頻繁地使用，以致我們對一些與g有關(guān)的結(jié)論相當(dāng)熟悉。例如，如果給定條件：（1）物體除受到重力外，不受到其他場力；（2）物體處于真空（或空氣）中，而不是處于別的媒質(zhì)中；（3）物體處于慣性系中，而不是處于加速系中。那么，學(xué)生可以不加思索地說出，靜止放在固定斜面上的物體對斜面的壓力為N=mgcosθ（θ為斜面傾角，m為物體質(zhì)量），擺長為L的單擺做簡諧振動的周期

2、為等等。但是，如果我們改變問題的條件，例如斜面是放在加速運(yùn)動的吊車?yán)?，單擺擺球帶有電荷q，擺球所在的空間還存在著均勻電場E，則學(xué)生可能要耗費(fèi)很大的精力才能解決，有的學(xué)生則可能無法獲得正確的答案。面對復(fù)雜的物理問題，等效方法往往可以幫我們很大的忙。等效重力加速度概念的引出，目的就在于試圖將一些復(fù)雜、陌生的物理問題轉(zhuǎn)化成簡單、熟悉的物理問題。以使得一些已知的結(jié)論可以套用。本文試用不同場合下引出等效重力加速度的方法，并應(yīng)用等效重力加速度的概念

3、解決一些較為復(fù)雜的問題。一、加速系中的等效重力加速度一、加速系中的等效重力加速度研究物體在加速系中的運(yùn)動，比之研究物體在慣性系中的運(yùn)動要麻煩得多。而且，如果觀察者置身于加速系中，則對他來說，牛頓第二定律失效。但是，我們可以引出等效重力加速度g′（即圖中g(shù)′），它的大小與方向由下式確定：g′=g（a）式中a是加速系相對于慣性系（通常取地面）的加速度。借助于等效重力加速度g′，我們就可將加速系轉(zhuǎn)化為慣性系。如例1如圖1（a），吊車以加速度a

4、豎直向上運(yùn)動，車內(nèi)放有一傾角為θ、長為L的斜面。一物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）與斜面間的摩擦系數(shù)為μ。則此物體從斜面頂端滑到底端所需要的時間多大？（圖中箭頭表示重力加速度的方向）如圖4（b），將U形管變換成靜止，用g′代替g，g′=ga=g／2。即v形管以加速度a=g／2向下運(yùn)動的情形，相當(dāng)于v形管不動而重力加速度減為g′=g／2的情形。先假設(shè)此情況下液面高度差不變。因?yàn)樵扔衟Aρgh=pB，而當(dāng)g減為g′=g／2時，pAρg′h＜pB，所以，

5、兩液面高度差h將增大。例4如圖5（a），在向左以加速度a=g／3運(yùn)動的列車車廂內(nèi)懸有一單擺。單擺擺長為l，則此單擺做微振動的周期多大？用等效重力加速度g′代替g，將車廂變換成靜止，如圖5（b）。g′=g(a)所以，單擺振動周期為二、復(fù)合場中的等效重力加速度二、復(fù)合場中的等效重力加速度在均勻電場與重力場共存的空間，帶電體除受重力作用外，還受到恒定的電場力。因?yàn)閮蓚€場都是定常場，我們可將兩個場疊加起來，稱為等效重力場，其強(qiáng)度用等效重力加速度