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文檔簡(jiǎn)介
1、巨人,祝你一份耕作,一份收獲!第一講均衡問(wèn)題一、特別提示解均衡問(wèn)題幾種常有方法1、力的合成、分解法:對(duì)于三力均衡,一般依據(jù)“任意兩個(gè)力的合力與第三力等大反向”的關(guān)系,借助三角函數(shù)、相像三角形等手段求解;或?qū)⒛骋粋€(gè)力分解到其余兩個(gè)力的反方向上,獲取這兩個(gè)分力必與其余兩個(gè)力等大、反向;對(duì)于多個(gè)力的均衡,利用先分解再合成的正交分解法。2、力匯交原理:假如一個(gè)物體受三個(gè)不平行外力的作用而均衡,這三個(gè)力的作用線必在同一平面上,并且必有共點(diǎn)力。3、正交分解法:將各力分解到x軸上和y軸上,運(yùn)用兩坐標(biāo)軸上的合力等于零的條件(Fx0Fy0)多用于三個(gè)以上共點(diǎn)力作用下的物體的均衡。值得注意的是,對(duì)x、y方向選擇時(shí)
2、,盡可能使落在x、y軸上的力多;被分解的力盡可能是已知力。4、矢量三角形法:物體受同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力作用均衡時(shí),這三個(gè)力的矢量箭頭首尾相接恰巧構(gòu)成三角形,則這三個(gè)力的合力必為零,利用三角形法求得未知力。5、對(duì)稱法:利用物理學(xué)中存在的各樣對(duì)稱關(guān)系分析問(wèn)題和辦理問(wèn)題的方法叫做對(duì)稱法。在靜力學(xué)中所研究對(duì)象有些擁有對(duì)稱性,模型的對(duì)稱常常反應(yīng)出物體或系統(tǒng)受力的對(duì)稱性。解題中注意到這一點(diǎn),會(huì)使解題過(guò)程簡(jiǎn)化。6、正弦定理法:三力均衡時(shí),三個(gè)力可構(gòu)成一關(guān)閉三角形,若由題設(shè)條件找尋到角度關(guān)系,則可用正弦定理列式求解。7、相像三角形法:利用力的三角形和線段三角形相像。二、典型例題1、力學(xué)中的均衡:運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
3、未發(fā)生改變,即a0。表現(xiàn):靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)(1)在重力、彈力、摩擦力作用下的均衡例1質(zhì)量為m的物體置于動(dòng)摩擦因數(shù)為的水平面上,現(xiàn)對(duì)它施加一個(gè)拉力,使它做勻速直線運(yùn)動(dòng),問(wèn)拉力與水平方向成多大夾角時(shí)這個(gè)力最?。糠治鋈∥矬w為研究對(duì)象,物體遇到重力mg,地面的支持力N,摩擦力f及拉力T四個(gè)力作用,如圖1-1所示。因?yàn)槲矬w在水平面上滑動(dòng),則fN,將f和N合成,獲取合力F,由圖知F與f的夾角:arcctgfarcctgN不論拉力T方向如何變化,F(xiàn)與水平方向的夾角不變,即的變力。這明顯屬于三力均衡中的動(dòng)向均衡問(wèn)題,由前面談?wù)撝?,?dāng)F為一個(gè)方向不發(fā)生改變T與F相互垂直時(shí),T有最小值,即當(dāng)拉力與水平方向的夾角
4、90arcctgarctg時(shí),使物體做勻速運(yùn)動(dòng)的拉力T最小。2)摩擦力在均衡問(wèn)題中的表現(xiàn)這種問(wèn)題是指均衡的物體遇到了包含摩擦力在內(nèi)的力的作用。在共點(diǎn)力均衡中,當(dāng)物巨人,祝你一份耕作,一份收獲!體固然靜止但有運(yùn)動(dòng)趨向時(shí),屬于靜摩擦力;當(dāng)物體滑動(dòng)時(shí),屬于動(dòng)摩擦力。因?yàn)槟Σ亮Φ姆较蛞S運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨向的方向的改變而改變,靜摩擦力大小還可在必定范圍內(nèi)改動(dòng),所以包含摩擦力在內(nèi)的均衡問(wèn)題常常需要多談?wù)搸追N狀況,要復(fù)雜一些。所以做這種題目時(shí)要注意兩點(diǎn)因?yàn)殪o摩擦力的大小和方向都要隨運(yùn)動(dòng)趨向的改變而改變,所以保持物體靜止?fàn)顟B(tài)所需的外力同意有必定范圍;又因?yàn)榇嬖谥畲箪o摩擦力,所以使物體起動(dòng)所需要的力應(yīng)大于某一最小
5、的力??傊?,包含摩擦力在內(nèi)的均衡問(wèn)題,物體保持靜止或起動(dòng)需要的動(dòng)力的大小是同意在必定范圍內(nèi)的,只有當(dāng)保持勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),外力才需確立的數(shù)值。因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力F=FN,要特別注意題目中正壓力的大小的分析和計(jì)算,防范出現(xiàn)錯(cuò)誤。例2重力為G的物體A遇到與豎直方向成角的外力F后,靜止在豎直墻面上,如圖1-2所示,試求墻對(duì)物體A的靜摩擦力。分析與解答這是物體在靜摩擦力作用下均衡問(wèn)題。第一確立研究對(duì)象,對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,畫出受力爭(zhēng)。A受豎直向下的重力G,外力F,墻對(duì)A水平向右的支持力(彈力)N,以及還可能有靜摩擦力f。這里對(duì)靜摩擦力的有無(wú)及方向的判斷是極其重要的。物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨向時(shí),它們之間就有靜摩
6、擦力;物體間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨向時(shí),它們之間就沒(méi)有靜摩擦力。能夠假定接觸面是圓滑的,若不會(huì)相對(duì)運(yùn)動(dòng),物體將不受靜摩擦力,若有相對(duì)運(yùn)動(dòng)就有靜摩擦力。(注意:這種假定的方法在研究物理問(wèn)題時(shí)是常用方法,也是很重要的方法。)詳細(xì)到這個(gè)題目,在豎直方向物體A受重力G以及外力F的豎直重量,即F2Fcos。當(dāng)接觸面圓滑,GFcos時(shí),物體能保持靜止;當(dāng)GFcos時(shí),物體A有向下運(yùn)動(dòng)的趨向,那么A應(yīng)遇到向上的靜摩擦力;當(dāng)GFcos時(shí),物體A則有向上運(yùn)動(dòng)的趨向,遇到的靜摩擦力的方向向下,所以應(yīng)分三種狀況說(shuō)明。從這里能夠看出,因?yàn)殪o摩擦力方向能夠改變,數(shù)值也有必定的改動(dòng)范圍,滑動(dòng)摩擦力雖有確立數(shù)值,但方向則隨相對(duì)滑動(dòng)
7、的方向而改變,所以,談?wù)撌刮矬w保持某一狀態(tài)所需的外力F的同意范圍和大小是很重要的。何時(shí)用等號(hào),何時(shí)用不等號(hào),一定十分注意。(3)彈性力作用下的均衡問(wèn)題mg的小環(huán)套在豎直的半徑為r例3如圖1-3所示,一個(gè)重力為的圓滑大圓環(huán)上,一勁度系數(shù)為k,自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)(Lt2B、t=t2C、tR2),在圖中,U1U2E的關(guān)系很難表示出來(lái),假如,將R2的伏安特征曲線的橫軸反向,即U軸向左,如(b)圖,再把a(bǔ)、b兩圖按U1U2E的關(guān)系畫在(2)圖中,那末電流、電壓關(guān)系就特別直觀了。特別是可變電阻R2改變必定量時(shí)(如增大為R2)U2U2U2U1U1U1U;電流變?yōu)镮,增大III,如圖(C)所示,明顯,滿足。R1U1
8、UU1U2故正確選項(xiàng)是BCDIIII題3把一個(gè)“10V、5W”的用電器B(純電阻)接到這一電源上,A耗費(fèi)的功率是2W;換另一個(gè)“10V、5W”的用電器B(純電阻)接到這一電源上,B實(shí)質(zhì)耗費(fèi)的功率可能小于2W嗎?若有可能則條件是什么?分析:用電器A、B的電阻分別為RAU250RBU220PAPB因?yàn)镽BRA,所以B接入電路時(shí),電壓U10V,PB5W,但可否小于2W呢?A接入時(shí):PAE2RA2W則E(PAPA10rVr)5RBrRA換上B后,由題設(shè)PBE2RBPA則r1010RBr可見(jiàn),條件是E10rV;r1010即可。5假如,從電源做伏安特征曲線EUIr來(lái)看,當(dāng)PP時(shí),AB有臨界內(nèi)阻rsRA?R
9、B1010,及臨界電動(dòng)勢(shì)Es(10210)V,因?yàn)镻A2W不變,當(dāng)PAPB、PB20時(shí),其解在PB伏安特征曲線的OP段(如圖)以內(nèi),因?yàn)锳、B耗費(fèi)的功率是U-I圖象中的“面積”;在過(guò)Q點(diǎn),又過(guò)OP線段的E、r即為所求,可見(jiàn),本題的所有解就是EEs、rrs的電源。巨人,祝你一份耕作,一份收獲!題4以以下圖,a、b、c是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三點(diǎn),這三點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形,每邊長(zhǎng)L21cm,將一帶電量q2106C的電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn),電場(chǎng)力W11.2105J;若將同一點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力做功W16106J,試求場(chǎng)強(qiáng)E。分析勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)線、等勢(shì)面的作圖是描繪電場(chǎng)、理解電場(chǎng)屬性的重要方法,由題意電荷由a到
10、b、由a到c電場(chǎng)力做功分別為:WabqUab、WacqUac可得UabWab6V;UacWac3Vqq若設(shè)電熱b0、則a6V、c9V;可將cb三均分,使cd1cb,于是d6V即ad,過(guò)ad可作等勢(shì)面,如3E過(guò)a作電場(chǎng)線E,并過(guò)c作ad的平圖8-6所示,為了便于求場(chǎng)強(qiáng)行線。在acd中,acd60、cad和adc180(60)由正弦定理:cdac可解sinsinsin(60)Uac200V/m,明顯,若不可以正確作圖很難求出場(chǎng)強(qiáng)。故場(chǎng)強(qiáng)Earcsin題5如圖,xoy坐標(biāo)系中,將一負(fù)檢驗(yàn)電荷Q由y軸上的a點(diǎn)移至x軸上的b點(diǎn)時(shí),需戰(zhàn)勝電場(chǎng)力做功W;若從a點(diǎn)移至x軸上的c點(diǎn)時(shí),也需戰(zhàn)勝電場(chǎng)力做功W。那么
11、對(duì)于此空間存在的靜電場(chǎng)可能是:A、存在場(chǎng)強(qiáng)方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)B、存在場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)C、處于第I象限某一地點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)D、處于第IV象限某一地點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)分析由題意-q由a分別到b、c戰(zhàn)勝電場(chǎng)力做功均為W,即WabqUabWacqUac、Wab0、q0,即電勢(shì)abc,易知若為勻強(qiáng)電場(chǎng),則場(chǎng)強(qiáng)方向沿y軸負(fù)向,即A項(xiàng)正確。若為點(diǎn)電荷電場(chǎng),由bc,可作bc之中垂線L1;若ab,則可作ab之中垂線L2,L1、L2交點(diǎn)為P(xP,yP)(以以下圖)。當(dāng)由正點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)時(shí),ab只須在L1上的點(diǎn)到a的距離小于到b(c)的距離即可,明顯,該點(diǎn)坐標(biāo)(x,y)巨人,祝你
12、一份耕作,一份收獲!滿足:xxp、yyp,分布在L1的P點(diǎn)以上(不包含P點(diǎn))。而由負(fù)點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)時(shí),則要該點(diǎn)在L1上,且到a的距離大于到b(c)的距離,其坐標(biāo)(x,y)滿足:xxp、yyp,分布在L1的P點(diǎn)以上(不包含P點(diǎn))。經(jīng)過(guò)作圖不僅直觀、形象并且正確地給出認(rèn)識(shí)的范圍,其實(shí)對(duì)于場(chǎng)的問(wèn)題本來(lái)就是空間的問(wèn)題,而對(duì)場(chǎng)的認(rèn)識(shí)一定運(yùn)用作圖的工具。巨人,祝你一份耕作,一份收獲!第九講論述題一、特別提示提高綜合應(yīng)用能力,要增強(qiáng)表達(dá)、表達(dá)能力的訓(xùn)練,經(jīng)過(guò)對(duì)論述題的分析和練習(xí),克服解決物理問(wèn)題時(shí)存在的:表達(dá)不清、表達(dá)無(wú)理、論證無(wú)據(jù)等各樣問(wèn)題,學(xué)會(huì)使用本學(xué)科的語(yǔ)言來(lái)表達(dá)問(wèn)題,進(jìn)行溝通,培育分析、邏輯推理能力
13、,從而形成物理學(xué)科的意識(shí)和思想。1、論述題的特色論述題的特色主要表此刻解題過(guò)程的表達(dá)要求上,即在對(duì)物理現(xiàn)象、物理過(guò)程的分析中,要求運(yùn)動(dòng)物理規(guī)律,用簡(jiǎn)短、正確、清楚的語(yǔ)言對(duì)分析過(guò)程進(jìn)行表達(dá),在做出判斷的同時(shí),說(shuō)明判斷依據(jù),也就是說(shuō)不但要說(shuō)明是什么,并且要求情楚為何。2、論述題的解法解答論述題所用的分析方法和解答其余種類(選擇、計(jì)算題型)的題目沒(méi)有什么差異,但需有解題過(guò)程中的分析和表達(dá),也就是說(shuō),對(duì)于論述題,除了要能夠正確進(jìn)行解答以外,一些必需的文字說(shuō)明必定要有,考試說(shuō)明明確要修業(yè)生“能夠依據(jù)已知的知識(shí)和所給物理事實(shí)、條件,對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行邏輯推理和論證,得出正確的結(jié)論或作出正確的判斷,并能把推理過(guò)
14、程正確地表達(dá)出來(lái)?!彼?,解答論述題,一般可按以下步驟進(jìn)行:1)依據(jù)題給條件,畫出草圖分析,明確題意。2)對(duì)題目中的物理現(xiàn)象,波及的物理模型,發(fā)生的物理過(guò)程,進(jìn)行簡(jiǎn)要的文字說(shuō)明和進(jìn)行必需的數(shù)學(xué)推導(dǎo),詳細(xì)說(shuō)明每步的依照,從而得出結(jié)論或論證所需要的數(shù)學(xué)表達(dá)式。3)對(duì)導(dǎo)出的結(jié)果進(jìn)行分類談?wù)?,最后得出完好的結(jié)論。不一樣種類的論述題,其出題的企圖不一樣,解題的要求也有所差異。同學(xué)們能夠在平常學(xué)習(xí)、練習(xí)中加以意會(huì)。二、典型例題題1如圖9-1,是利用高頻交變電流焊接自行車部件的原理示企圖,此中外圈A是通高頻溝通電的線圈,B是自行車的部件,a是待焊接的接口,接口兩頭接觸在一同,當(dāng)A中通有溝通電時(shí),B中會(huì)產(chǎn)生感
15、覺(jué)電動(dòng)勢(shì),使得接口處金屬融化而焊接起來(lái)。(1)為何在其余條件不變的狀況下,溝通電頻次越高,焊接越快?(2)為何焊接過(guò)程中,接口a處已被融化而部件的其余部分其實(shí)不很熱?分析和證明(1)溝通電頻次越高,磁通量變化率越大。由法拉第電磁感覺(jué)定律可知:感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)和感覺(jué)電流都變大,產(chǎn)生的熱功率越大;焊接越快。2)因?yàn)榻涌谔庪娮璐螅B電路中電流到處相等,電阻大的地方產(chǎn)生的熱量多,可將接口處融化而部件的其余部分其實(shí)不很熱。評(píng)析這是一道簡(jiǎn)答論述題。能夠像問(wèn)答題,判斷某一說(shuō)法的對(duì)錯(cuò),從而表達(dá)原由。它要求運(yùn)用物理知識(shí)和規(guī)律對(duì)某個(gè)問(wèn)題或某種看法進(jìn)行簡(jiǎn)短簡(jiǎn)要回答,或加以簡(jiǎn)短的解說(shuō)。題2試在下述簡(jiǎn)化狀況下,由牛頓定律和
16、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式導(dǎo)出動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式:統(tǒng)是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),相互作用力是恒力,不受其余力,沿直線運(yùn)動(dòng),要求說(shuō)明推導(dǎo)過(guò)程中每步的依據(jù),以及公式中各符號(hào)和最后結(jié)果中各項(xiàng)的意義。系分析和證明設(shè)m1和m2分別表示兩質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量,F(xiàn)1和F2分別表示它們所受作用力,巨人,祝你一份耕作,一份收獲!a1和a2分別表示它們的加快度,t1和t2分別表示F1和F2作用的時(shí)間,v1和v2分別表示它們相互作用過(guò)程中的初速度,v1和v2分別表示末速度,依據(jù)牛頓第二定律,有:F1m1a1,F(xiàn)2m2a2由加快度的定義可知:a1v1v1,a2v2v2t1t2分別代入上式,可得:F1t1m1(v1v1),F(xiàn)2t2m2(v2v2)依據(jù)牛頓第三
17、定律,有F1F2,t1t2代入并整理后,最后可得:m1v1m2v2m1v1m2v2此中m1v1和m2v2為兩質(zhì)點(diǎn)的初動(dòng)量,m1v1和m2v2為兩質(zhì)點(diǎn)的末動(dòng)量,這就是動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式。評(píng)析本題是一道推導(dǎo)證明題。第一要對(duì)所引用字母符號(hào)的物理意義加以詳細(xì)說(shuō)明,在推導(dǎo)過(guò)程中每一步都要針對(duì)性的給出依照、說(shuō)明原由,最后按題目要求用文字說(shuō)出最后結(jié)果中各項(xiàng)的意義。所以,在學(xué)習(xí)物理看法和規(guī)律時(shí)不可以只記結(jié)論,還須弄清此中的道理,知道物理看法和規(guī)律的由來(lái)。題3一內(nèi)壁圓滑的環(huán)形細(xì)圓管,位于豎直平面內(nèi),環(huán)的半徑為R(比細(xì)管的半徑大得多)。在圓管中有兩個(gè)直徑與細(xì)管內(nèi)徑相同的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))。A球的質(zhì)量為m1,B球
18、的質(zhì)量為m2,它們沿環(huán)形圓管順時(shí)針運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度為v0,設(shè)A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),B球恰巧運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn),證明:若要此時(shí)兩球作用于圓管的合力為零,那么m1,m2,R與v0應(yīng)滿足的關(guān)系式是:(m15m2)g(m1m2)v020。R分析和證明依據(jù)題意,想象出此時(shí)物理情義如圖9-2。因?yàn)檐壍缹?duì)在最高點(diǎn)B的作用力方向能夠向上也能夠向下,故先對(duì)A球受力分析(見(jiàn)圖),由牛頓第三定律可知,A球?qū)A管的壓力向下。為使兩球作用于圓管的合力為零,B球?qū)A管的作用力只好向上,不然合力就不會(huì)為零,所以軌道對(duì)B球的作用力方向,由牛頓第三定律可知是向下的。于是能夠證明:對(duì)A由Fma有N1m1gm1v02所以N1m1g
19、m1v02RR巨人,祝你一份耕作,一份收獲!對(duì)B有N2v22m2gm2R由機(jī)械能守恒定律得1mv21mv2mg2R2202222把v22v124gR代入N2m2gm2v22得N2m2v025m2gRR據(jù)題意有N1N2,則m1gv02v025m2gm1m2RR2即(m15m2)g(m1m2)v00R評(píng)析本題的思路是“由因?qū)鳌?,推行順向證明,即由題設(shè)已知條件出發(fā),運(yùn)用已知規(guī)律推導(dǎo)所要證明的結(jié)果,叫順證法。題4如圖9-3所示,滑塊A、B的質(zhì)量分別為m1與m2,且m1m2,由輕質(zhì)彈簧相連結(jié),置于圓滑的水平面上,用一輕繩把兩滑塊拉至近來(lái),使彈簧處于最大壓縮狀態(tài)后綁緊,兩滑塊一同以恒定的速度v0向右滑動(dòng)
20、。忽然輕繩斷開,當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)至自己的自然長(zhǎng)度時(shí),滑塊A的速度正好為零。問(wèn)在今后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,滑塊B能否會(huì)有速度等于零的時(shí)刻?試經(jīng)過(guò)定量分析談?wù)?,證明你的結(jié)論。分析和證明B的速度不會(huì)為零。假定某時(shí)刻B的速度為零,設(shè)此時(shí)滑塊A的速度為v1,由動(dòng)量定律得(m1m2)v0m1v1此時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械能為E1(重力勢(shì)能為零),動(dòng)能為EKA,彈性勢(shì)能為Ep1E=EKA+Ep11EKA2=m1v1由題意知,當(dāng)A的速度為零時(shí),彈性勢(shì)能Ep2=0。設(shè)此時(shí)B的速度為v,則B的動(dòng)能為:EKB1m2v122此時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械能為:E2=EKB+Ep2由動(dòng)量守恒定律得:(m1m2)v0m2v由機(jī)械能守恒定律得E=E12由以上各式聯(lián)
21、立得:(m1m2)2v02(m1m2)2v022m1Ep12m2巨人,祝你一份耕作,一份收獲!因?yàn)镋p10,由上式可得出m2m1,這與題沒(méi)給定的條件m1m2相矛盾,故假定不行立,即有:B的速度不會(huì)為零。評(píng)析本題順向證明過(guò)程較為復(fù)雜,可采納反證法。先假定所要證明的結(jié)論不行立,由此經(jīng)過(guò)合理的邏輯推導(dǎo)而導(dǎo)出矛盾,從而說(shuō)明假定不對(duì),必定原結(jié)論正確。題3如圖9-4所示,彈簧的一端固定在墻上。另一端連結(jié)一質(zhì)量為m的木塊,今將木塊向右拉開一位移L后開釋,木塊在有摩擦的水平地面上減幅振動(dòng)。彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),木塊速度為v0,試談?wù)摚耗緣K在整個(gè)振動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)速度為v0的地點(diǎn)有幾個(gè)。分析和證明在整個(gè)振動(dòng)過(guò)程中出
22、現(xiàn)速度為v0的地點(diǎn)有,且只有2個(gè)。放手后,木塊在水平方向上的彈力和摩擦力同時(shí)作用下,先向左作加快度變小的加快運(yùn)動(dòng)。后向左作加快度變大的減速運(yùn)動(dòng)。在原均衡地點(diǎn)右邊x0處(kx0mg),必定存在一加快度為零的地點(diǎn),此地點(diǎn)向左的速度最大。依據(jù)速度變化一定是連續(xù)的原理可知,既然左邊有一v0,其右邊也必定存在一v0的地點(diǎn)。今后的運(yùn)動(dòng),可從能量角度分析不會(huì)再有v0的地點(diǎn)出現(xiàn)。因?yàn)樵趶椈傻谝淮位謴?fù)原長(zhǎng),木塊速度為v0時(shí),系統(tǒng)振動(dòng)的能量EEk1mv02,2今后的運(yùn)動(dòng)仍屬阻尼振動(dòng),因?yàn)槟Σ恋淖饔谜駝?dòng)能量不停減小,EE,設(shè)今后振動(dòng)中任一時(shí)刻的速率為vx,即1mvx2Ep1mv0222所以vx必小于v0,且不停變小
23、,直至停止振動(dòng)為止。評(píng)析本題屬判斷表達(dá)類:依據(jù)題設(shè)的條件和基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)某一物理現(xiàn)象、過(guò)程或結(jié)論,作出正確與否的判斷。能夠像計(jì)算題中的過(guò)程分析,用文字和物理公式分層次有條理地表達(dá)出來(lái)。題4如圖9-5所示,足夠長(zhǎng)的水平絕緣桿MN,置于足夠大的垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B,一個(gè)絕緣環(huán)P套在桿上,環(huán)的質(zhì)量為m,帶電量為q的正電荷,與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,若使環(huán)以初速度v0向右運(yùn)動(dòng),試分析絕緣環(huán)戰(zhàn)勝摩擦力所做的功。分析和證明當(dāng)絕緣環(huán)以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)時(shí),環(huán)受重力mg、洛侖茲力fqBv0及桿的彈力N。因?yàn)镹的大小、方向與重力和洛侖茲力大小有關(guān),會(huì)拘束水平方向的摩擦力變化,從而使絕緣環(huán)的最后
24、運(yùn)動(dòng)可能巨人,祝你一份耕作,一份收獲!有三種狀況:(1)若開始時(shí)qBv0mg,即v0mg,因?yàn)镹=0,絕緣環(huán)不受摩擦力作用,做勻qB速直線運(yùn)動(dòng)。絕緣環(huán)戰(zhàn)勝摩擦力所做的功Wf10。(2)若開始時(shí)qBv0mg,即v0mg,N方向向上,絕緣環(huán)受桿摩擦力作用,做qB加快度變小的減速運(yùn)動(dòng),直至靜止。絕緣環(huán)戰(zhàn)勝摩擦力所做的功Wf21mv02。2(3)若開始時(shí)qBv0mg,即v0mg,N方向向下,絕緣環(huán)受桿摩擦力作用,做qB減速直線運(yùn)動(dòng),洛侖茲力f不停減小,當(dāng)qBv0mg時(shí),N=0,絕緣環(huán)不受摩擦力作用,做勻速直線運(yùn)動(dòng),即最后速度mg。絕緣環(huán)戰(zhàn)勝摩擦力所做的功:vqBWf31mv021mv21mv02(mg
25、)2。222qB評(píng)析本題可依據(jù)題設(shè)的條件和基礎(chǔ)知識(shí),經(jīng)過(guò)某一物理現(xiàn)象的分析,作出相應(yīng)的判斷,對(duì)導(dǎo)出的結(jié)果進(jìn)行較為完好的分類談?wù)?。主要培育思想的深度和廣度,提高判斷應(yīng)用能力。巨人,祝你一份耕作,一份收獲!第十講估量與信息題估量與信息辦理不但是直覺(jué)思想能力的集中表現(xiàn),在科學(xué)研究和工程技術(shù)擁有極其重要的意義,并且對(duì)培育綜合分析能力和靈巧運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)質(zhì)問(wèn)題的能力,也擁有不行低估的作用。為了正確而快速地進(jìn)行估量與信息題的辦理,一般應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題:1、突出主要矛盾,忽視次要要素,成立合理的模型。2、依據(jù)物理規(guī)律,成立估量關(guān)系或信息聯(lián)系;估量結(jié)果的數(shù)目級(jí)一定正確,有效數(shù)字取12位即可。3、熟習(xí)
26、常用的近似計(jì)算公式和物理常數(shù)。例1請(qǐng)估量地月之間的距離。(保存一位有效數(shù)字)分析:月球是繞地球轉(zhuǎn)的,由開普勒第三定律可知,所有繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的天體都滿足R3C,為認(rèn)識(shí)決地月距離,就需要找尋一個(gè)熟習(xí)的,便于計(jì)算的繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的天體T2同步衛(wèi)星,同步衛(wèi)星的周期T1=1天。軌道半徑R1=6R0+R0=7R0,而月球周期T2=27天。R13R23(7R0)3R23解答:T22T12I236R2=7R032=63R0=4105(Km)評(píng)論:本題在估量中要求貯備一些基本的天文學(xué)知識(shí)和相應(yīng)的數(shù)據(jù),從中選擇便于計(jì)算或利用開普勒定律進(jìn)行估量。例2如圖10-1所示,在圓滑的水平支撐面上,有A、B兩個(gè)小球。A球動(dòng)量為10
27、kgm/s,B球動(dòng)量為12kgm/s。A球追上B球并相碰,碰撞后,A球動(dòng)量變?yōu)榉较驔](méi)變,則A、B兩球質(zhì)量的比值為(A、0.5B、0.6C、0.658kgm/s,)D、0.75分析A、B兩球同向運(yùn)動(dòng),A球要追上B球要有條件。(vAvB)兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,且動(dòng)能不會(huì)增多,碰撞結(jié)束要有條件(vBvA)解答由(vAvB)得PAPB即mAPA50.83mAmBmBPB6由碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒得:PAPBPAPBP,B14Kgm/s由碰撞過(guò)程的動(dòng)能關(guān)系得PA2PB2PA2PB2mA360.692mA2mB2mA2mBmB52巨人,祝你一份耕作,一份收獲!由(vBPBPAmAPA8vA)得:mAmBPB0
28、.57mB140.57mA0.69mB所以選B、C評(píng)論本題中的兩球相碰過(guò)程恪守多條規(guī)律,在對(duì)問(wèn)題的估量中,需同時(shí)對(duì)多種結(jié)果綜合考慮,給出對(duì)結(jié)果的最后展望。例3如圖10-2所示,輕彈簧的一端固連于地面,另一端自由,一小球由高處著落,遇到彈簧后連續(xù)壓縮彈簧,當(dāng)把彈簧壓得最短暫,小球的加快度重力加快度。(填“大于”,“小于”或“等于”)分析與解答小球?qū)椈蓧旱米疃虝r(shí),小球受兩個(gè)力:重力和彈力。加快度可表達(dá)為aFmgFg。要判斷與的大小。應(yīng)當(dāng)對(duì)此時(shí)的mm彈力作出預(yù)計(jì)。引入簡(jiǎn)諧振動(dòng)模型:以以下圖,輕彈簧一端與地面固連,另一端與一小球固連,用手拿著小球使彈簧處于原長(zhǎng)。放手后,小球就做間諧振動(dòng)。放手時(shí),小球
29、加快度為,方向向下,(此時(shí)還沒(méi)有彈力)當(dāng)彈簧最短時(shí),小球加快度也為,方向向上。此刻小球從高處落下后再壓縮彈簧,當(dāng)彈簧最短時(shí),彈力比較大。所以。評(píng)論本題中為預(yù)計(jì)彈力的大小需引入簡(jiǎn)諧振動(dòng)模型豎直彈簧振子,來(lái)比較彈力的大小。這種估量要求對(duì)基本現(xiàn)象與基本物理模型的貯備比較豐富,這需要平常的累積。例4一座電視塔高為H。若地球半徑為R,求電視塔發(fā)射的微波在地面上能流傳多遠(yuǎn)?分析:如圖10-3所示,微波流傳的距離等于圓弧AB的長(zhǎng)度s,且sR(1)依據(jù)三角函數(shù)關(guān)系R(2)cosRH依據(jù)三角函數(shù)的近似計(jì)算公式,還有246cos12!4!6!2=1-2!2=1-(3)2解答:由(2)和(3)式可得R22H1:2R
30、H2RH巨人,祝你一份耕作,一份收獲!因?yàn)镽H,則上式又能夠表示為HR依據(jù)(1)式和(4)式,則微波流傳距離可表示為SR2H2RHR評(píng)論利用此式,能夠極為簡(jiǎn)捷地估量微波在地上流傳的距離。如電視塔高H=500m,取地球半徑R=6400km,則s=80km。假如接收天線高流傳距離又是多少?提示:以以下圖s=s1+s2=2R(Hh)假如要讓電視塔發(fā)射的微波,能覆蓋地球赤道的三分之一(圖10-4),(12R)2塔高又應(yīng)是多少?提示:H62R巨人,祝你一份耕作,一份收獲!第十一講新科技問(wèn)題一、特別提示物理學(xué)中幾乎每一重要的知識(shí)塊,都與現(xiàn)代科技密切有關(guān),比方:圓周運(yùn)動(dòng)與GPS全世界定位系統(tǒng);萬(wàn)有引力與宇宙
31、探測(cè);光的反射、折射與激光光纖通訊;電場(chǎng)與靜電的防范和應(yīng)用;電磁感覺(jué)與磁懸浮列車;原子核與核技術(shù)的應(yīng)用;激光全息技術(shù)等。物理學(xué)與自然和生活的聯(lián)系更是豐富多彩,如:天氣變化、交通工具、體育運(yùn)動(dòng)、家庭電器、醫(yī)療設(shè)施等等,都離不開物理知識(shí)。近幾年的高考愈來(lái)愈重申與生產(chǎn)、生活實(shí)質(zhì)相聯(lián)系,這就要求我們要多關(guān)注與生活實(shí)質(zhì)、現(xiàn)代科技的聯(lián)系。二、典型例題例1兩個(gè)人要將質(zhì)量m100kg的貨物裝進(jìn)離地面離h1m的卡車車廂內(nèi),他們找到一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)=5m的斜面,可是沒(méi)有其余更多可借助的工具。受的摩擦阻力恒為貨物的重力的0.12倍,兩人的最大推力各為假定貨物在接觸面上滑動(dòng)時(shí)所800N,他們可否將貨物直接推動(dòng)車廂?你可否幫
32、他們將此方案加以改良,設(shè)計(jì)一個(gè)可行的方案?(g取10m/s2)評(píng)析這是一道開放性題目,并擁有濃重的生活氣味。況,又觀察所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)質(zhì)問(wèn)題的能力。試題既觀察對(duì)力學(xué)知識(shí)的掌握情解兩個(gè)人的最大推力為Fm2F1600N貨物所受摩擦力一直為Ff0.12G1200N又重力沿斜面向下的分力為Fxmgsinmgh/L2000N因?yàn)镕mFfFx,故兩從不行能直接將貨物推上斜面。注意到FmFf,我們能夠讓貨物先在水平面上作勻加快運(yùn)動(dòng),使貨物在滑上斜面之前已經(jīng)獲取速度,而后勻減速滑動(dòng)斜面頂端。設(shè)貨物在水平面上作勻加快直線運(yùn)動(dòng)的距離為s,在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由牛頓第二定律得Fmfma1,則貨物在水平面上作加快運(yùn)動(dòng)
33、所獲取的速度為v2a1s。貨物滑上斜面后作勻減速運(yùn)動(dòng),設(shè)其加快度大小為a2,則由牛頓第二定律得FmfFmma2,此中Fx為貨物重力的下滑分力,fxGsinGh/L要使貨物恰巧能滑到頂端,則有v2a2L。所以,貨物在水平面上加快的距離應(yīng)為s(a2/a1)L(FxfFm)L/(Fmf),代入數(shù)據(jù)即可求得s20m。故可設(shè)計(jì)方案為:兩人用最大推力使貨物在水平面上最少滑行20m后再推物體滑上斜巨人,祝你一份耕作,一份收獲!面。應(yīng)當(dāng)指出,可行的方案有很多種。比方兩人可用F=1600N的推力在水平面上加快滑行更大的一段距離今后再用較小的推力將貨物推上斜面,也能夠用1200NF2r(2)此中A、B為兩球間距離從L變至最vA、vB為兩球間距離最小時(shí),A、B球的速度;ss小的過(guò)程中,A、B球經(jīng)過(guò)的行程。設(shè)v0為A球的初速度,由動(dòng)量守恒定律得:mv0mvA2
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