再析复合场中“轻绳约束”类运动问题的求解方法
——兼与石铁野老师商榷

刘正伟

（龙泉市第一中学，浙江龙泉323700）

由于绳具有“软”的特点，唯独在绳处于拉伸状态有拉伸形变时才会对与其相连接的物体产生沿着绳指向收缩方向的拉力（属弹力）作用，正确地认识并掌握绳约束的单一性和“伪约束”性，是求解复合场中“轻绳约束”类运动问题的关键所在。经充分论证后，笔者认为石铁野老师发表于《中学物理教学参考》2019 年第4 期第42 页的论文第二部分的核心内容值得商榷。本文拟再析在重力场、电场的复合场中被绝缘“轻绳约束”类带电小球的动力学问题的例题设计和求解方法。

1 原例题设计与原解析呈现[1]

原例题设计 如图1 所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球，系在一根长为L的绝缘轻绳一端，轻绳的另一端系于O点可自由转动。已知重力加速度为g。现将小球由A点静止释放，当小球从A 点运动到O点正下方时，轻绳对小球的拉力，下列说法正确的是（ ）

图1

D.无论电场强度大小如何，轻绳对小球的拉力均等于5mg。

图2

2 原例题设计的求解方法重新剖析

图3

图4

重新解析结论 经对原例题设计及解析进行全面系统地重新充分论证后便不难发现A、B、C、D都是错误的，即原例题设计所提供的4 项选择根本就不存在正确的内容。尤其必须要指出的是原例题解析出现4 处显着的错误：一是若电场强度E=mg/q，在小球到达B点至离开B点的极短时间间隔t内，原解析明显遗漏了因轻绳被拉直对小球的冲击而引发产生的拉力作用项，导致得出小球在B点时的拉力为F=3mg的错误结论（正确结论为F＞3mg）；……