物理過程分析

1、物理過程分析階段的劃分與過程的分析：      一個(gè)較為復(fù)雜的物理過程，往往是由幾個(gè)不同的階段連接而成。由于組成整個(gè)過程的各個(gè)階段具備不同的特征，遵循不同的規(guī)律，因此對(duì)這類過程的分析，一般需要首先把各個(gè)階段作出合理的劃分，以便在各個(gè)不同的階段中運(yùn)用不同的規(guī)律去反映其不同的特征，從而把整個(gè)物理過程分析得清晰、透徹。例1：如圖2所示，光滑水平面上的木塊被彈簧固結(jié)在墻上，在子彈沿水平方向射入木塊并隨木塊一起把彈簧壓縮至最短的整個(gè)過程中，子彈、木塊及彈簧所組成的系統(tǒng)的動(dòng)量和機(jī)械能的變化情況為（ D ）A、     

2、; 動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒； B、      動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒；C、      動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒； D、     動(dòng)量不守恒，機(jī)械能不守恒。要點(diǎn)：要讀清楚題目，然后注意整體分析。分析物理過程應(yīng)注意幾點(diǎn)1謹(jǐn)防以假亂真有些題目的物理過程含而不露，需結(jié)合已知條件，應(yīng)用有關(guān)概念和規(guī)律，進(jìn)行具體分析，而不要急于動(dòng)筆列方程，以免以假的過程模型代替實(shí)際物理過程。如圖，在一勻強(qiáng)電場中的A點(diǎn)，有一點(diǎn)電荷，并用絕緣細(xì)線與O點(diǎn)相連，原來細(xì)線剛好被水平拉直，而沒有伸長。

3、先讓點(diǎn)電荷從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，時(shí)求點(diǎn)電荷經(jīng)O點(diǎn)正下方時(shí)的速率v。已知電荷的質(zhì)量m=1×10-4kg，電量q=+1.0×10-7C,細(xì)線長度L=10cm，電場強(qiáng)度E=1.73×104V/m，g=10m/s2。解題方法與技巧：許多同學(xué)見到此題不加思索地認(rèn)為小球從A點(diǎn)開始作圓周運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理列出方程，mgL+EqL=mv2/2代入數(shù)據(jù)解得v=2.3m/s.實(shí)際上本題中Eq=mg，電場力與重力的合力的方向與水平方向的夾角為30°，所以電荷從A點(diǎn)開始沿直線經(jīng)O點(diǎn)正下方B點(diǎn)處，到達(dá)C點(diǎn)后，細(xì)線方開始被拉直，如圖所示，電荷從A到B，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，而不是從一開始

4、就作圓周運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理列出方程，mgLsin30°+EqL=mv2/2，解得v=2.1m/s.2注意分析，挖掘“隱含”條件高考物理之所以難，不僅因?yàn)槲锢磉^程復(fù)雜多變還由于潛在條件隱蔽難尋，使人產(chǎn)生條件不足之感而陷入困境。這正是考查考生思維的深刻程度。如果不仔細(xì)分析物理過程而一閱而過，挖掘不出這些條件而失去了迅速解題的機(jī)會(huì)。在光滑水平面上，有一質(zhì)量m1=20kg的小車，通過一根幾乎不能深長的輕繩與另一質(zhì)量為m2=25kg的拖車相連接。一質(zhì)量為m3=15kg的物體放在拖車的平板上。物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2。開始時(shí)，拖車靜止，繩未拉緊（如圖所示），小車以v0=3m/s的速度向前

5、運(yùn)動(dòng)，求：（1）當(dāng)m1、m2、m3以同一速度前進(jìn)時(shí)，速度的大小。（2）物體在拖車平板上移動(dòng)的距離。解析：（1）在繩開始拉緊到m1、m2、m3以同一速度運(yùn)動(dòng)的過程中，總動(dòng)量不變，m1v0=（m1+m2+m3）v解得v=1.0m/s（2）細(xì)繩未拉緊時(shí)，無相互作用，由于“繩幾乎不可伸長”，意為小車與拖車作用時(shí)間極短，繩中張力很大。相比之下，m2與m3之間的摩擦力可忽略不計(jì)，而且在此過程中，m3幾乎沒有移動(dòng)。難點(diǎn)一旦突破，可列方程求解：m1v0=（m1+m2）v1 接著m3和m2因滑動(dòng)摩擦力作用發(fā)生相對(duì)位移，最后以共同速度v運(yùn)動(dòng)，分別對(duì)m3及m1和m2應(yīng)用動(dòng)能定理：-m3gs3=m3v2/2-m3gs

6、2=（m1+m2）v2/2-（m1+m2）v12/2 由、式可解得：s=s2-s3=0.33m3“臨界”分析，弄清本質(zhì)一些物理過程問題，因一個(gè)或幾個(gè)物理量變化到某一特定值臨界值，則會(huì)是物理過程發(fā)生質(zhì)的突變，因此，分析臨界值，弄清物理過程發(fā)生突變的條件，對(duì)不同本質(zhì)的物理過程選用相應(yīng)的規(guī)律，避免把形同質(zhì)異的物理過程混為一談。【例題7】（2004年春季高考卷）如圖所示，abc是光滑的軌道，其中ab是水平的，bc為與ab相切的位于豎直平面內(nèi)的半圓，半徑R=0.30m。質(zhì)量m=0.20kg的小球A靜止在軌道上，另一質(zhì)量M=0.60kg、速度v0=5.5m/s的小球B與小球A正碰。已知相碰后小球A經(jīng)過半圓

7、的最高點(diǎn)c落到軌道上距b點(diǎn)為處，重力加速度g=10m/s2，求：（1）碰撞結(jié)束后，小球A和B的速度的大小。（2）試論證小球B是否能沿著半圓軌道到達(dá)c點(diǎn)。解題方法與技巧：（1）以v1表示小球A碰后的速度，v2表示小球B碰后的速度，表示小球A在半圓最高點(diǎn)的速度，t表示小球A從離開半圓最高點(diǎn)到落在軌道上經(jīng)過的時(shí)間，則有 由求得 代入數(shù)值得 （2）假定B球剛能沿著半圓軌道上升到c點(diǎn)，則在c點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)它的作用力等于零。以vc表示它在c點(diǎn)的速度，vb表示它在b點(diǎn)相應(yīng)的速度，由牛頓定律和機(jī)械能守恒定律，有解得 代入數(shù)值得 由，所以小球B不能達(dá)到半圓軌道的最高點(diǎn)。4注意畫示意圖展示物理圖景在物理分析過程中，

8、做出通過抽象思維加工和概括出來的示意圖，可以幫助我們建立起關(guān)于事物及其變化的生動(dòng)的物理情景，便于我們從整體上把握問題，可使物理情景直觀化，物理量之間的關(guān)系更明顯，達(dá)到成功解題的目的?！纠}8】在光滑的水平面上有一靜止的物體，現(xiàn)以水平恒力甲推這一物體，作用一段時(shí)間后，換成相反方向的水平恒力乙推這一物體。當(dāng)恒力乙作用時(shí)間與恒力甲作用時(shí)間相同時(shí)，物體恰好回到原處，此時(shí)物體的動(dòng)能為32J。則在整個(gè)過程中，恒力甲做功等于多少J？恒力乙做功等于多少J？解析：這是一道較好的力學(xué)綜合題，涉及運(yùn)動(dòng)、力、功能關(guān)系的問題。粗看物理情景并不復(fù)雜，但題意直接給的條件不多，只能深挖題中隱含的條件。下圖表達(dá)出了整個(gè)物理過程

9、。解題方法與技巧：物體在相同的時(shí)間內(nèi)都作勻變速運(yùn)動(dòng)，則有 s=v1t/2 -s=（v1（-v2）t/2 由上面兩式得 v2=2 v1 。 根據(jù)動(dòng)能定理，W1= F1s=mv12/2, W2= F2s= mv22/2mv12/2解得W1=8J W2= 24J點(diǎn)評(píng)：養(yǎng)成正確畫示意圖的習(xí)慣。解物理題，能畫圖的盡量畫，畫圖能幫助我們理解題意，分析過程，探索過程中各物理量的變化。從受力圖、電路圖到光路圖，幾乎無一物理問題不用圖來加強(qiáng)認(rèn)識(shí)聯(lián)系的，而畫圖又迫使你審查問題的各個(gè)細(xì)節(jié)以及細(xì)節(jié)之間的關(guān)系。例質(zhì)量為m的鋼板與直立輕彈簧的上端連接，彈簧下端固定在地上.平衡時(shí)彈簧的壓縮量為x0，如圖29-3所示.一物塊

10、從鋼板正上方距離為3x0的A處自由落下，打在鋼板上并立刻與鋼板一起向下運(yùn)動(dòng)，但不粘連.它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng).已知物塊質(zhì)量為m時(shí)，它們恰能回到O點(diǎn).若物塊質(zhì)量為2m，仍從A處自由落下，則物塊與鋼板回到O點(diǎn)時(shí)，還具有向上的速度.求物塊向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最高點(diǎn)與O點(diǎn)的距離.命題意圖：通過自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律等知識(shí)為依托，考查考生挖掘隱含條件的能力及運(yùn)用動(dòng)量觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)綜合分析解決物理問題的能力.錯(cuò)解分析：考生不能將該復(fù)雜的物理過程化階段逐層分析，對(duì)不同階段物體狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律透析不到位，導(dǎo)致錯(cuò)誤.解題方法與技巧：(1)物體下落與鋼板碰撞過程.由自由落體運(yùn)動(dòng)知識(shí)，知

11、碰前物體的速度為v，設(shè)碰后速度為v，因碰撞過程時(shí)間極短，故物體與鋼板系統(tǒng)動(dòng)量守恒.mvmv v(2)彈簧開始?jí)嚎s到又伸長至O點(diǎn)的過程.剛碰完彈簧開始?jí)嚎s時(shí)的彈簧的彈性勢能令為p，當(dāng)它們一起回到O點(diǎn)時(shí)，彈簧無形變，彈性勢能為零.由機(jī)械能守恒，有pmvmg所以pmg(3)當(dāng)物體質(zhì)量為2m時(shí)，由自由落體知識(shí)及動(dòng)量守恒定律，有v和mvmv，解得v，其中v為物體與鋼板碰后的共同速度.剛碰完時(shí)彈簧的彈性勢能為Ep，它們回到O點(diǎn)時(shí)，彈性勢能為零，但它們?nèi)岳^續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)速度為v,則有p（m）vmg（m）v.又因與鋼板碰撞的兩次過程中，彈簧的初始?jí)嚎s量都是x，故有pp，從而由以上求得：v(4)物體回到O點(diǎn)

12、后繼續(xù)上升過程.當(dāng)質(zhì)量為2m的物塊與鋼板一起回到O點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力為零，物塊與鋼板只受到重力作用，加速度為g,一過O點(diǎn)，鋼板受到彈簧向下的拉力作用，加速度大于g.由于物塊與鋼板不粘連，物塊不可能受到鋼板的拉力，其加速度仍為g,故在O點(diǎn)物塊與鋼板分離，分離后，物塊以速度v豎直上拋，因此，物塊上升的最大高度為H例：長木板A右邊固定著一個(gè)擋板，包括擋板在內(nèi)的總質(zhì)量為1.5M，靜止在光滑的水平地面上.小木塊B質(zhì)量為M，從A的左端開始以初速度v0在A上滑動(dòng)，滑到右端與擋板發(fā)生碰撞，已知碰撞過程時(shí)間極短，碰后木塊B恰好滑到A的左端就停止滑動(dòng).已知B與A間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，B在A板上單程滑行長度為l.求：（1）若l=，在B與擋板碰撞后的運(yùn)動(dòng)過程中，摩擦力對(duì)木板A做正功還是負(fù)功？做多少功？（2）討論A和B在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，是否有可能在某一段時(shí)間里運(yùn)動(dòng)方向是向左的.如果不可能，說明理由；如果可能，求出發(fā)生這種情況的條件.（1）Mv02(0.068Mv02).（2） <l 在原子核物理中，研究核子與核子關(guān)聯(lián)的最有效途徑是“雙電荷交換反應(yīng)”這類反應(yīng)的前半部分過程和下述力學(xué)模型類似兩個(gè)小球A和B用輕質(zhì)彈簧相連，在光滑的水平直軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài)在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P，