第一篇:高中物理力學(xué)的解題技巧
高中物理最難的部分就是力學(xué),力學(xué)是物理的基礎(chǔ),物理中所學(xué)的很多知識(shí)都與力學(xué)有關(guān),那么高中生如何學(xué)好高中物理最難的力學(xué)呢?那么接下來給大家分享一些關(guān)于高中物理力學(xué)的解題技巧,希望對(duì)大家有所幫助。
高中物理力學(xué)的解題技巧
1.高中物理審題的技巧:高中物理審題是最基礎(chǔ)的,高中物理審題時(shí)注意畫出能直觀表達(dá)物理過程、顯現(xiàn)物理情景的草圖,并劃分好階段,選擇好始、末狀態(tài);分階段恰當(dāng)選擇好研究對(duì)象(包括物體或系統(tǒng)及其運(yùn)動(dòng)過程),并認(rèn)真分析它們的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,畫好受力示意圖,選擇好解題方法;恰當(dāng)選擇參考系、勢(shì)能參考面(點(diǎn))和矢量的參考方向(正方向),運(yùn)用正交分解法解題時(shí),注意合理選擇分解方向建好直角坐標(biāo)系,以便于描述和簡(jiǎn)化運(yùn)算為原則。
2.高中物理選擇解題方法的技巧:選擇解題的方法是高中生在對(duì)問題本質(zhì)特征有了全面認(rèn)識(shí)和理解的基礎(chǔ)上,選擇解題策略的思維過程,它是解題成敗的關(guān)鍵。選擇解題方法時(shí),既要充分剖析題意,又要對(duì)所運(yùn)用的理論有深刻的理解,尤其是要注意它們的適用條件和適用范圍。選擇求解力學(xué)問題的方法時(shí),應(yīng)掌握以下技巧:
(1)研究單個(gè)物體受力的瞬時(shí)作用與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系時(shí),一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律。
(2)研究單個(gè)物體受到力的持續(xù)作用,特別是變力的持續(xù)作用而發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的過程時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮運(yùn)用動(dòng)量定理和動(dòng)能定理。涉及時(shí)間的問題優(yōu)先考慮動(dòng)量定理,涉及功和位移的問題則應(yīng)優(yōu)先考慮動(dòng)能定理。對(duì)恒力作用或者可視為恒力作用的變力作用過程,也可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解。
(3)研究多個(gè)物體組成的系統(tǒng)的相互作用過程,一般應(yīng)優(yōu)先考慮能否用動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律求解,特別是作用性質(zhì)和作用過程的細(xì)節(jié)十分復(fù)雜的問題。凡涉及能量轉(zhuǎn)化的相互作用過程,應(yīng)優(yōu)先考慮用能量守恒定律建立系統(tǒng)狀態(tài)的能量聯(lián)系。
(4)凡是可用力的觀點(diǎn)解決的問題,尤其是變力作用的問題,都可以用動(dòng)量觀點(diǎn)或能量觀點(diǎn)求解。解題時(shí),重點(diǎn)應(yīng)是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的結(jié)果與引起變化的原因(即過程的始、末狀態(tài)和力的效果的過程積累———沖量或功),至于作用過程的細(xì)節(jié)則無須過多地深入研究。
(5)應(yīng)用能量守恒定律解題時(shí),需要弄清楚系統(tǒng)中哪些物體的能量發(fā)生了變化、哪些形式的能量發(fā)生了變化,這些變化是哪些力做功引起的,做了多少功,相應(yīng)的能量變化了多少等問題。
3.高中物理書面表達(dá)的技巧:高中物理書面表達(dá)是高中生用規(guī)范的物理數(shù)學(xué)語言、必要的文字說明以及嚴(yán)密的邏輯推理,來論證自己的觀點(diǎn)、表述思維過程的一種常用方式,是解題者的思維品質(zhì)、思維能力、思維方法、思維習(xí)慣的一種客觀反映。通過書面表達(dá),能客觀評(píng)價(jià)高中生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解掌握程度和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
高中物理動(dòng)量定理解題步驟
(1)明確研究對(duì)象和研究過程。研究對(duì)象一般是一個(gè)物體,也可以是幾個(gè)物體組成的質(zhì)點(diǎn)組。質(zhì)點(diǎn)組內(nèi)各物體可以是保持相對(duì)靜止的,也可以是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的。研究過程既可以是全過程,也可以是全過程中的某一階段。
(2)進(jìn)行受力分析。只分析研究對(duì)象以外的物體施給研究對(duì)象的力。研究對(duì)象內(nèi)部的相互作用力(內(nèi)力)會(huì)改變系統(tǒng)內(nèi)某一物體的動(dòng)量,但不影響系統(tǒng)的總動(dòng)量,因此當(dāng)研究對(duì)象為質(zhì)點(diǎn)組時(shí),不必分析內(nèi)力。如果在所選定的研究過程中的不同階段中物體的受力情況不同,就要分別計(jì)算它們的沖量,然后求它們的矢量和。
(3)規(guī)定正方向。由于力、沖量、速度、動(dòng)量都是矢量,在一維的情況下,列式前要先規(guī)定一個(gè)正方向,和這個(gè)方向一致的矢量(比如F、v等)為正,反之為負(fù)。同樣,同學(xué)們?cè)趹?yīng)用動(dòng)量守恒定律解題中,規(guī)定正方向也是非常重要的一個(gè)步驟。
(4)寫出研究對(duì)象的初、末動(dòng)量和合外力的沖量(或選定方向上各外力在各個(gè)運(yùn)動(dòng)階段的沖量的矢量和)。
(5)根據(jù)動(dòng)量定理列式,并結(jié)合題意條件,列出其他補(bǔ)充方程,構(gòu)成方程組,代數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行求解運(yùn)算。
①系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零。
②系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多,如碰撞問題中的摩擦力,爆炸過程中的重力等外力比起相互作用的內(nèi)力來小得多,可以忽略不計(jì)。
③系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個(gè)方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變。
(2)動(dòng)量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬時(shí)性;③相對(duì)性;④普適性。
物理高效學(xué)習(xí)方法
第一,“定時(shí)作業(yè)”的物理學(xué)習(xí)方法。
長(zhǎng)期的物理家教經(jīng)驗(yàn)讓我發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生有這樣的經(jīng)歷:打算一個(gè)晚上做30道物理題,卻發(fā)現(xiàn)不知道什么原因,卻只做了10道。大部分情況是遇見難題開始走神,遇見太簡(jiǎn)單的題覺得沒意義。
這樣就非常沒有效率,進(jìn)而影響到考試做題也沒有效率。這種“定時(shí)作業(yè)”物理學(xué)習(xí)方法是,在做任何作業(yè)之前,先給自己定個(gè)時(shí)間,題目必須在這個(gè)時(shí)間內(nèi)完成。往往是一旦有了時(shí)間的限制,學(xué)生們就要全力以赴完成計(jì)劃的內(nèi)容,精神也隨之振奮了起來,效率也就有了,爭(zhēng)分奪秒的好習(xí)慣也就有了。
第二,“錯(cuò)題記錄”的物理學(xué)習(xí)方法。
錯(cuò)題記錄要記錄三個(gè)方面:題目+答案+思路。請(qǐng)注意,如果時(shí)間不夠用,可以直接復(fù)印一下,剪刀拿來剪下來貼上去。這里的錯(cuò)題并非全部的錯(cuò)題,還包括緊跟老師課堂上碰到的典型題和容易犯錯(cuò)的好題。
第二篇:高中物理力學(xué)綜合
力學(xué)綜合
教學(xué)目標(biāo)
通過力學(xué)總復(fù)習(xí),加深同學(xué)們對(duì)力學(xué)知識(shí)的縱向和橫向聯(lián)系的理解;使同學(xué)們熟悉和掌握力學(xué)部分的典型物理情景;并通過對(duì)典型物理情景的剖析,掌握力學(xué)問題的思維方法和掌握解決物理問題的基本方法.
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
力學(xué)知識(shí)的橫向聯(lián)系和縱向聯(lián)系;力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系;在物體運(yùn)動(dòng)過程中,以及物體間相互作用的過程中,能量變化和動(dòng)量變化的分析.
教學(xué)過程設(shè)計(jì)
一、力學(xué)知識(shí)概況
二、知識(shí)概述
(一)牛頓運(yùn)動(dòng)定律
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動(dòng)力學(xué)部分的研究對(duì)象,就物體而言分為單體、連接體;就力而言,分為瞬時(shí)力與恒力,要通過典型題掌握各自的要領(lǐng).其中對(duì)物體的受力分析,特別是受力分析中的隔離法與整體法的運(yùn)用是至關(guān)重要的,要結(jié)合相關(guān)題型加以深化.特別是斜面體上放一個(gè)物塊,物塊靜止或運(yùn)動(dòng),再對(duì)斜面體做受力分析.近年來的試題更趨向于考查連接體與力的瞬時(shí)作用相結(jié)合的問題.復(fù)習(xí)中不妨把兩個(gè)疊加的物體在斜面上運(yùn)動(dòng),分析某個(gè)疊加體的受力這類問題當(dāng)做一個(gè)難點(diǎn)予以突破,其中特別注意運(yùn)用整體法與隔離法在加速度上效果一致的特點(diǎn).可謂舉一反三,觸類旁通.
質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其向心力與向心加速度滿足牛頓第二定律.
萬有引力提供向心力,天體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題,是牛頓第二定律的重要應(yīng)用.
從歷年高考試題看,其命題趨勢(shì)是逐漸把力的瞬時(shí)效應(yīng)與連接體的合分處理結(jié)合起來,使考生具有靈活運(yùn)用這方面知識(shí)的能力,其要求有逐年提高傾向.因此對(duì)本章的知識(shí)的復(fù)習(xí)必須注意到這一點(diǎn).
從能力上講,受力分析的能力、運(yùn)動(dòng)分析的能力依然是考查的重點(diǎn).對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行正確的受力分析、運(yùn)動(dòng)分析,是解決動(dòng)力學(xué)問題的關(guān)鍵.
1.力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
物體受合外力為零時(shí),物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài);物體所受合外力不為零時(shí),產(chǎn)生加速度,物體做變速運(yùn)動(dòng).若合外力恒定,則加速度大小、方向都保持不變,物體做勻變速運(yùn)動(dòng),勻變速運(yùn)動(dòng)的軌跡可以是直線,也可以是曲線.物體所受恒力與速度方向處于同一直線時(shí),物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)力與速度同向或反向,可以進(jìn)一步判定物體是做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或勻減速直線運(yùn)動(dòng);若物體所受恒力與速度方向成角度,物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng).
物體受到一個(gè)大小不變,方向始終與速度方向垂直的外力作用時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng).此時(shí),外力僅改變速度的方向,不改變速度的大?。?/p>
物體受到一個(gè)與位移方向相反的周期性外力作用時(shí),物體做機(jī)械振動(dòng). 表1給出了幾種典型的運(yùn)動(dòng)形式的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征.
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綜上所述:判斷一個(gè)物體做什么運(yùn)動(dòng),一看受什么樣的力,二看初速度與合外力方向的關(guān)系.
在高中階段所解決的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問題,無外乎已知物體運(yùn)動(dòng)情況,求物體的受力情況;已知物體受力情況,求物體的運(yùn)動(dòng)情況.
力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上,我們還要陸續(xù)從功和能、沖量和動(dòng)量的角度,進(jìn)一步討論運(yùn)動(dòng)規(guī)律.
2.力的獨(dú)立作用原理
物體同時(shí)受幾個(gè)外力時(shí),每個(gè)力各自獨(dú)立地產(chǎn)生一個(gè)加速度,就像別的力不存在一樣,這個(gè)性質(zhì)叫做力的獨(dú)立作用原理.物體的實(shí)際加速度就是這幾個(gè)分加速度的矢量和.根據(jù)力的獨(dú)立作用原理解題時(shí),有時(shí)采用牛頓第二定律的分量形式
Fx=max Fy=may 分力、合力及加速度的關(guān)系是
在實(shí)際應(yīng)用中,適當(dāng)選擇坐標(biāo)系,讓加速度的某一個(gè)分量為零,可以使計(jì)算較為簡(jiǎn)捷,通常沿實(shí)際加速度方向來選取坐標(biāo),這種解題方法稱為正交分解法.
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如圖1-9-1,質(zhì)量為m的物體,置于傾角為θ的固定斜面上,物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,若要求物體的加速度,可先作出物體的受力圖.沿加速度方向建立坐標(biāo)并寫出牛頓第二定律的分量形式
mgsinθ-f=ma,f=μN(yùn) mgcosθ-N=0 物體的加速度
對(duì)于物體受三個(gè)力或三個(gè)以上力的問題,采用正交分解法可以減少錯(cuò)誤,做受力分析時(shí)要避免“丟三落四”.
(二)力的積累
從力在空間上的積累效果與力在時(shí)間上的積累效果兩個(gè)角度,來研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的規(guī)律,是高中物理重點(diǎn)內(nèi)容.深入理解“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”,以及理解在動(dòng)量守恒過程中能量的變化,是這部分的核心,應(yīng)著重做好以下幾項(xiàng)工作:
1.深入理解幾個(gè)重要概念
本講研究的概念較多,有功、功率、動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、機(jī)械能、沖量、動(dòng)量等重要概念,這是本講知識(shí)的基礎(chǔ),對(duì)于它們的物理意義必須進(jìn)一步深入理解.
(1)打破思維慣性,正確認(rèn)識(shí)功的計(jì)算公式.
功的計(jì)算公式W=Fscosθ應(yīng)用比較廣泛,不僅機(jī)械功計(jì)算經(jīng)常要應(yīng)用它,電場(chǎng)力做功和磁場(chǎng)力做功有時(shí)也要應(yīng)用它進(jìn)行計(jì)算.
(2)運(yùn)用對(duì)比方法,區(qū)分幾個(gè)不同的功率概念. ①正確區(qū)別P=W/t和P=Fvcosθ的應(yīng)用范圍.
前者為功率的普適定義式,后者是前者導(dǎo)出的機(jī)械功的計(jì)算公式;前者求出的是t時(shí)間內(nèi)的平均功率,當(dāng)然t趨近零時(shí),其結(jié)果也為瞬時(shí)功率,后者公式中的v為瞬時(shí)速度大小,求出的功率為瞬時(shí)功率;若v為平均速度大小,F(xiàn)且為恒力,求出的即為平均功率.
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在運(yùn)用P=Fvcosθ進(jìn)行計(jì)算時(shí),要注意θ的大小,也可能求出負(fù)值,那是表示阻力的功率,要注意P和F及v是對(duì)應(yīng)的,通常講汽車的功率是指汽車牽引力的功率.
②正確區(qū)別額定功率和實(shí)際功率的不同.
額定功率是指機(jī)器正常工作時(shí)輸出的最大功率.實(shí)際功率是指機(jī)器實(shí)際工作時(shí)的功率,一般不能超過額定功率.
③正確區(qū)分汽車兩種啟動(dòng)方法的物理過程的不同.(3)正確理解勢(shì)能概念.
中學(xué)教材研究了重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、分子勢(shì)能、電勢(shì)能等概念,還要求能夠直接運(yùn)用公式計(jì)算重力勢(shì)能和電勢(shì)能的大?。?/p>
不管哪種形式的勢(shì)能,其對(duì)應(yīng)的作用力均為保守力,它們做功與路徑無關(guān),只與物體的始末位置有關(guān),并且W=-△Ep.勢(shì)能是個(gè)相對(duì)量,它的大小與所取的零勢(shì)能位置有關(guān),但勢(shì)能的變化與零勢(shì)能位置的選取無關(guān).因此,為了處理問題方便,要巧妙選取零勢(shì)能的參考位置.
勢(shì)能是個(gè)標(biāo)量,它的正負(fù)是相對(duì)于零勢(shì)能而言的.比較勢(shì)能的大小,要注意它們的正負(fù)號(hào). 勢(shì)能屬于系統(tǒng)所共有,平時(shí)講物體的重力勢(shì)能,實(shí)際上是物體與地球組成的系統(tǒng)所共有.又如,氫原子核外電子所具有的電勢(shì)能,實(shí)際上應(yīng)為氫原子所具有.
(4)深入理解動(dòng)量和沖量的物理意義. ①弄清動(dòng)量和動(dòng)能的區(qū)別和聯(lián)系.
動(dòng)量和動(dòng)能都是描述物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)量的物理量,它們的大小存在下述關(guān)系:
它們都是相對(duì)量,均與參照物的選取有關(guān),通常都取地球?yàn)閰⒄瘴铮?動(dòng)量是矢量,動(dòng)能是標(biāo)量.
物體質(zhì)量一定,若動(dòng)能發(fā)生變化,動(dòng)量一定發(fā)生變化;若動(dòng)量發(fā)生變化,動(dòng)能不一定發(fā)生變化.例如物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不變,而動(dòng)量時(shí)刻在變.
②正確理解沖量I=Ft.
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I=Ft適用于恒力沖量的計(jì)算,是個(gè)矢量式,I和F是對(duì)應(yīng)的,方向相同.某一恒力有沖量,該力不一定做功;某一恒力做功,該力一定有沖量.
③弄清沖量和動(dòng)量的關(guān)系.
合外力沖量是物體動(dòng)量變化的原因,而非動(dòng)量的原因. 2.熟練掌握動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用(1)運(yùn)用動(dòng)能定理要善于分析物理過程.
例如,總質(zhì)量為M的列車,沿水平直線軌道勻速前進(jìn),其末節(jié)車廂質(zhì)量為m,中途脫節(jié).司機(jī)發(fā)覺時(shí),機(jī)車已行駛L的距離,于是立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)滑行.設(shè)運(yùn)動(dòng)的阻力與質(zhì)量成正比,比例系數(shù)為k,機(jī)車的牽引力恒定.當(dāng)列車的兩部分都停止時(shí),它們的距離是多少?
解本題時(shí)應(yīng)注意,前面的列車從脫鉤以后到停止,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程有兩個(gè)階段:第一階段牽引力沒撤去時(shí),列車做勻加速直線運(yùn)動(dòng);第二階段為關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)滑行階段.運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí)不必分階段分別列式去研究,應(yīng)該從整個(gè)過程考慮列以下方程式:
再對(duì)末節(jié)列車應(yīng)用動(dòng)能定理,有:
再從整體考慮,有F=kMg
③
本問題求解時(shí)也可假設(shè)中途脫節(jié)時(shí),司機(jī)立即發(fā)覺并關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),則整個(gè)列車兩部分將停在同一地點(diǎn).然而實(shí)際上是行駛了距離L后才關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),此過程中牽引力做的功可看作用來補(bǔ)償前面列車多行駛s克服阻力所做的功,即
kMgL=k(M-m)g△s
(2)運(yùn)用動(dòng)能定理解連接體問題時(shí),要注意各物體的位移及速度的關(guān)系.
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如圖1-9-2所示,在光滑的水平面上有一平板小車M正以速度v向右運(yùn)動(dòng).現(xiàn)將一質(zhì)量為m的木塊無初速地放上小車,由于木塊和小車間的摩擦力的作用,小車的速度將發(fā)生變化.為使小車保持原來的運(yùn)動(dòng)速度不變,必須及時(shí)對(duì)小車施加一向右的水平恒力F.當(dāng)F作用一段時(shí)間后把它撤去時(shí),木塊恰能隨小車一起以速度v共同向右運(yùn)動(dòng).設(shè)木塊和小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.求在上述過程中,水平恒力F對(duì)小車做多少功?
本題中的m和M是通過摩擦相互聯(lián)系的.題中已經(jīng)給出最后兩者速度均為v,解題的關(guān)鍵是要找出s車和s木的關(guān)系.
由于s車=vt,s木=vt/2,所以
s車/s木=2/1
①
根據(jù)動(dòng)能定理,對(duì)于木塊有
對(duì)于車有
WF-μmgs車=0
③ 將①式、②式和③式聯(lián)系起來,可得 W=mv2.
3.強(qiáng)化動(dòng)量守恒定律及其與功能關(guān)系的綜合應(yīng)用的訓(xùn)練(1)重視動(dòng)量守恒定律應(yīng)用的思維訓(xùn)練. 例如下面這道試題.
如圖1-9-3所示,一排人站在沿x軸的水平軌道旁,原點(diǎn)O兩側(cè)的人的序號(hào)都記為n(n=1,2,3,?).每人手拿一個(gè)沙袋,x>0一側(cè)的每個(gè)沙袋質(zhì)量m=14kg;x<0一側(cè)的每個(gè)沙袋質(zhì)量為m′=10kg.一質(zhì)量為M=48kg的小車以某初速度從原點(diǎn)出發(fā)向x正方向滑行,不計(jì)軌道阻力.當(dāng)車每經(jīng)過一人身旁時(shí),此人就把沙袋以水平速度u朝與車相反的方向沿車面扔到車上,u的大小等于扔此袋之前的瞬間車速大小的2n倍(n是此人的序號(hào)數(shù)).(1)空車出發(fā)后,當(dāng)車上堆積了幾個(gè)沙袋時(shí)車就反向滑行?(2)車上最終有大小沙袋共多少個(gè)?
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先確定車上已有(n-1)個(gè)沙袋時(shí),車與沙袋的動(dòng)量大小p1,和第n個(gè)人扔出的沙袋動(dòng)量大小p2.如果p2>p1,則車反向滑行;若p1=p2就停止.要能運(yùn)用不等式討論,得出結(jié)果.題目中第(2)問,車沿x負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),也應(yīng)能用上述思維方法進(jìn)行分析討論.
(2)強(qiáng)化動(dòng)量守恒定律與能量轉(zhuǎn)化的綜合計(jì)算.
動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律是兩個(gè)重要的守恒定律,一些物理過程常常需要運(yùn)用這兩個(gè)守恒定律進(jìn)行處理,這就構(gòu)造了一類動(dòng)量和能量的綜合題.詳見后面例題.
(三)典型物理情景
[例1]一光滑球夾在豎直墻與放在水平面上的楔形木塊間,處于靜止.若對(duì)光滑球施一個(gè)方向豎直向下的力F,如圖1-9-4所示,整個(gè)裝置仍處于靜止,則與施力F前相比較
[
] A.水平面對(duì)楔形木塊的彈力增大 B.水平面對(duì)楔形木塊的摩擦力不變 C.墻對(duì)球的彈力不變 D.楔形木塊對(duì)球的彈力增大 分析與解答:
施加力F,相當(dāng)于球“重”增加,這樣按球“重”G增加來分析各個(gè)力的變化,就使問題簡(jiǎn)化了一層,從整體分析受力,不難得出水平面對(duì)楔形木塊的彈力增加.
確定選項(xiàng)A正確.
但是,若簡(jiǎn)單地認(rèn)為豎直方向的力增加,不會(huì)影響水平方向的力的變化,就認(rèn)定選項(xiàng)B(甚至于選項(xiàng)C)也正確,就犯了片面分析的錯(cuò)誤.
如果從另一角度稍加分析,不難看出球與墻之間是有相互作用力的,若沒有墻,球就不可能靜止.
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以球?yàn)檠芯繉?duì)象,其受力如圖1-9-5所示,墻對(duì)球的彈力T和斜面對(duì)球的彈力N1分別為
T=Gtanθ,N1=G/cosθ
G增加,當(dāng)然T、N1都增加.T增加,從整體看水平面對(duì)楔形木塊的摩擦力f=T.因此四個(gè)選項(xiàng)中所涉及到的力都應(yīng)是增大的.
本題選項(xiàng)A、D正確.
[例2]在圖1-9-6所示的裝置中,AO、BO是兩根等長(zhǎng)的輕繩,一端分別固定在豎直墻上的同一高度的A、B兩點(diǎn),∠AOB=120°,用輕桿CO使OA、OB兩繩位于同一水平面內(nèi),OD垂直于AB,輕桿OC與OD在同一豎直平面內(nèi),C端固定在墻上,∠COD=60°.在結(jié)點(diǎn)O用輕繩懸掛重為G的物體,則繩OA受到的拉力大小為____;桿OC受到的壓力大小為____.
分析與解答:
本題的“難”在于涉及三維空間,但是題目也明確給出了兩個(gè)平面:△AOB所在的水平面及△COD所在的豎直平面.本題應(yīng)從我們熟悉的平面問題入手來解.
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位于水平面內(nèi)的AO、BO兩繩等長(zhǎng),且整個(gè)裝置左右對(duì)稱,可見兩繩的拉力相等,設(shè)為T,又已知∠AOB=120°,因此,不但能確定兩繩拉力的合力的方向是沿OD的,而且合力的大小也等于T.于是若OD為一繩,就可以取代(等效)AO、BO兩繩的作用,題目就轉(zhuǎn)化為如圖1-9-7所示裝置的問題,且求出OD繩的拉力就等于求出OA繩的拉力.
不難得出:
OC桿受壓力:N=G/sin60°=2G [例3]物體靜止在光滑水平面上,先對(duì)物體施一水平向右的恒力F1,經(jīng)t秒后物體的速率為v1時(shí)撤去F1,立即再對(duì)它施一水平向左的恒力F2,又經(jīng)t秒后物體回到出發(fā)點(diǎn)時(shí),速率為v2,則v1、v2間的關(guān)系是 [
] A.v1=v B.2v1=v2
C.3v1=v2 D.5v1=v2 分析與解答:
設(shè)物體在F1作用下,在時(shí)間t內(nèi)發(fā)生的位移為s;則物體在F2作用下,在時(shí)間t內(nèi)發(fā)生的位移為-s;根據(jù)平均速度的定義,以及在勻加速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度與即時(shí)速度的關(guān)系,可得物體在F1作用下的平均速度
說明:
包括勻加速直線運(yùn)動(dòng)和勻加速曲線運(yùn)動(dòng).對(duì)于勻加速直線運(yùn)動(dòng),無論物體是否做往返運(yùn)動(dòng),上式都成立;對(duì)于勻加速直線運(yùn)動(dòng),注意上式的矢量性.
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[例4]從傾角為30°的斜面上的A點(diǎn)以水平速度v0平拋出的小球,最后落在斜面上B點(diǎn),如圖1-9-8所示.求(1)物體從A到B所需時(shí)間;(2)若物體拋出時(shí)的動(dòng)能為6J,那么物體落在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為多少?
分析與解答:
物體水平拋出后,做平拋運(yùn)動(dòng),假設(shè)經(jīng)過時(shí)間t落在斜面上的B點(diǎn),則: 物體在水平方向上的位移為x=v0t 物體在豎直方向上的位移為y=gt2/2
如果物體落在B點(diǎn)的速度大小為v,則
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[例5]如圖1-9-9所示,置于光滑水平面上的斜劈上,用固定在斜面上的豎直擋板,擋住一個(gè)光滑球.這時(shí)斜面和擋板對(duì)球的彈力分別是N和T.若用力F水平向左推斜劈,使整個(gè)裝置一起向左加速運(yùn)動(dòng),則N與T的變化情況是N____,T____.
分析與解答:
首先弄清靜止時(shí)的情況,這是變化的基礎(chǔ).設(shè)球重G,斜面傾角θ,這是兩個(gè)不變化的物理量.受力圖已在原圖上畫出,靜止時(shí)有
Ncosθ=G,Nsinθ=T 于是可得
N=G/cosθ,T=Gtanθ 當(dāng)整個(gè)裝置一起向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí),N′cosθ=G,N′sinθ-T′=ma 于是可得
N′=G/cosθ,T′=Gtanθ-ma 因此,N′=N,T′<T 其實(shí),這一問題,也可以這樣思考:整個(gè)裝置一起向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí),在豎直方向上,系統(tǒng)依然處于平衡狀態(tài),所以球在豎直方向受合力仍然為零.即仍要滿足N=G/cosθ,正是這一約束條件,使得斜面對(duì)球的彈力N不可能發(fā)生變化,于是使得重球向左加速運(yùn)動(dòng),獲得向左的合外力的唯一可能就是T減小了.
本題答案是N不變,T減小.
本題給我們的直接啟示,是要樹立“正交思維的意識(shí)”,即在兩個(gè)互相垂直的方向上分析問題. 對(duì)比和聯(lián)想,特別是解題之后的再“想一想”,是提高解題能力的“事半功倍”之法.譬如: 其一,本題若改為整個(gè)裝置豎直向上加速運(yùn)動(dòng),討論各個(gè)力的變化情況時(shí),絕不能簡(jiǎn)單地套用本題的結(jié)論,得出“N增大,T不變”的錯(cuò)誤結(jié)論.同樣應(yīng)由豎直與水平兩個(gè)方向的約束條件分析,由豎直方向向上加速,可得N增大;由水平方向平衡,注意到N增大,其水平方向的分量也增大,T=Nsinθ,也會(huì)隨之增大,“正交思維的意識(shí)”是一種思維方法,而不是某一簡(jiǎn)單的結(jié)論.
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其二,本題還應(yīng)從T減小聯(lián)想下去——這也應(yīng)形成習(xí)慣.擋板對(duì)球的彈力T的最小值是零.若T=0,可得出球以及整個(gè)裝置的加速度a=gtanθ,這是整個(gè)裝置一起向左加速運(yùn)動(dòng)所允許的最大加速度,加速度再大,球就相對(duì)斜面滑動(dòng)了.
若a=gtanθ,既然T=0,那么擋板如同虛設(shè),可以去掉,這樣對(duì)斜劈的水平推力F的大小,在知道斜劈和重球的質(zhì)量(M和m)的前提下,也可得F=(M+m)gtanθ.
[例6]質(zhì)量分別為m1和m2的1和2兩長(zhǎng)方體物塊并排放在水平面上,在水平向右的力F作用下,沿水平面加速運(yùn)動(dòng),如圖1-9-10所示,試就下面兩種情況,求出物體1對(duì)物體2的作用力T.
(1)水平面光滑.
(2)兩物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ相同. 分析與解答.
(1)以整個(gè)裝置為研究對(duì)象,它們的加速度為a,則
再以物塊2為研究對(duì)象,物塊1對(duì)2的作用力T,有
(2)與上述過程相同.以整個(gè)裝置為研究對(duì)象,它們的加速度為a′,則
再以物塊2為研究對(duì)象,物塊1對(duì)2的作用力T′,有
T′-μm2g=m2a′
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兩種情況的結(jié)論相同,這是因?yàn)榕c“光滑”情況相比較,兩物塊在運(yùn)動(dòng)方向上都各增加了一個(gè)力,而這個(gè)力是與兩物塊的質(zhì)量成正比出現(xiàn)的,兩物塊的加速度為此改變了相同的值,并非它們之間相互作用力改變?cè)斐傻?;反之,若兩物塊之間的相互作用力發(fā)生了變化,兩物塊在相反方向上改變了相同的值,為此它們的加速度將一個(gè)增加,一個(gè)減小,不可能再一起運(yùn)動(dòng)了.這與事實(shí)不符.
另外,1998年高考有一道類似的試題:
題中給出物塊1的質(zhì)量為2m,與水平面間的摩擦不計(jì),物塊2的質(zhì)量為m,與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,同樣在水平力F作用下加速運(yùn)動(dòng),求物塊1對(duì)物塊2的作用力.
解的步驟依然是:
(3)以整個(gè)裝置為研究對(duì)象,它們的加速度為a,則
再以物塊2為研究對(duì)象,物塊1對(duì)2的作用力T,有
T′-μm2g=m2a′
所以
F=(M+m)g(tanθ+μ)[例7]一平板車質(zhì)量M=100kg,停在水平路面上,車身的平板離地面的高h(yuǎn)=1.25m,一質(zhì)量m=50kg的小物塊置于車的平板上,它到車尾(左端)的距離b=1.00m,與車板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20,如圖1-9-11所示.今對(duì)平板車施一水平方向向右的恒力,使車向前行駛,結(jié)果物塊從車板上滑落.物塊剛離開車板的時(shí)刻,車向前行駛的距離s0=2.0m.求物塊落地時(shí),落地點(diǎn)到車尾的水平距離s.(不計(jì)路面與平板車以及輪軸之間的摩擦,取g=10m/s2)
分析與解答:
車啟動(dòng)后,物塊受向右的摩擦力f=μmg,同時(shí)車也受同樣大小向左的摩擦力.物塊與車都向右加速運(yùn)動(dòng),物塊能從左側(cè)離開車,表明車的加速度a2大于物塊的加速度a1.圖1-9-12所示為從啟動(dòng)到物塊將離開車時(shí),它們的位移關(guān)系.
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對(duì)物塊:
初速度為零,加速度a1和位移s1大小分別為
a1=μg=2.0m/s2 s1=s0-b=1.0m 所用時(shí)間t1和末速度v1分別為
此間車的加速度a2和末速度v2分別為
由對(duì)車使用牛頓第二定律F-μmg=Ma2 作用于車向右的水平恒力F=500N 物塊離開車板后,做平拋運(yùn)動(dòng),到落地所用的時(shí)間
水平射程s′1=v1t2=1.0m 在物塊做平拋運(yùn)動(dòng)這段時(shí)間內(nèi),車做勻速運(yùn)動(dòng)的加速度
a3=F/M=5m/s2
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所以s=s2-s′1=1.625m 說明:
這道題要求同學(xué)能根據(jù)題給條件,對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)要有一個(gè)清晰的分析.對(duì)涉及的車子、小物塊在整個(gè)過程的各個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)都有明確的概念.這樣就不難根據(jù)有關(guān)規(guī)律列出它們?cè)诟鱾€(gè)階段的有關(guān)方程.這道題列出的聯(lián)立方程較多,因而要求同學(xué)具有一定的應(yīng)用數(shù)學(xué)工具處理物理問題的能力,和把比較復(fù)雜的問題一步一步演算到底的心理素質(zhì).
[例8]如圖1-9-13所示,輕繩長(zhǎng)L,一端固定在O點(diǎn),另一端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球,使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).欲使小球能通過最高點(diǎn),試證明:
(2)小球通過最低點(diǎn)和最高點(diǎn)所受的繩拉力T1和T2之差有:T1-T2=6mg. 分析與解答: 由牛頓第二定律
由機(jī)械能守恒定律得
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由①、②、③式得 T1-T2=6mg [例9]質(zhì)量m=4×103kg的汽車,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P0=40×103W.若汽車從靜止開始,以a=0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中受到大小恒定的阻力f=2×103N,求:
(1)汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.(2)汽車可達(dá)的最大速度Vm.(3)汽車速度v=2vm/3時(shí)的加速度a1. 分析與解答:
若對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率缺乏正確的理解,那么,對(duì)本題所設(shè)兩問就不可能理解,更不用談?wù)_的解.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是允許的最大輸出功率,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P等于汽車的牽引力F與速度v的乘積,即
P=Fv
就本題而言,應(yīng)分兩個(gè)階段分析:
第一階段,汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),且阻力f恒定.因此,這一階段汽車的牽引力恒定,由P=Fv可知,隨汽車速度的增加,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率也將隨之增加.
但是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率不可能無限增加.在達(dá)到額定功率后,汽車速度再增加,只能導(dǎo)致牽引力F減小,從而加速度減?。俣热栽谠黾?,又會(huì)使?fàn)恳p小,加速度減小,?
具體解法如下:
(1)汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得F-f=ma,F(xiàn)=4×103N 汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率隨之增加,當(dāng)達(dá)額定功率時(shí),汽車勻加速運(yùn)動(dòng)可達(dá)的最大速度v′,有v′=P0/F 汽車勻加速運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間
t=v′/a=20s
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(2)這以后汽車保持恒定的額定功率,做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度減為零時(shí),速度達(dá)到最大值vm,此時(shí)有
vm=P0/f=20m/s(3)v=2vm/3時(shí),由于v>10m/s,所以汽車正處于加速度減小過程中.汽車的加速度(即時(shí)加速度)
圖1-9-14是本題所述過程的v-t圖線,t=20s前,汽車牽引力恒定,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在t=20s后,汽車的功率恒定,做加速度逐漸減?。▓D線的斜率逐漸減?。┑募铀龠\(yùn)動(dòng).不難看出,這兩種啟動(dòng)方法物理過程是有所不同的.
為了把功率知識(shí)和牛頓第二定律與動(dòng)能定理有機(jī)結(jié)合起來,還可討論下面的問題: ①在汽車保持P0不變的啟動(dòng)過程中,當(dāng)速度達(dá)到最大速度vm的一半時(shí),加速度為多大?
②若汽車先以恒力F啟動(dòng),達(dá)到v′m后再保持P0不變的運(yùn)動(dòng).如果知道從v′m到剛達(dá)到v通過的位移s,那么汽車從靜止開始到速度剛達(dá)到vm的時(shí)間為多少?
[例10]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1-9-15所示.一物塊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)量也為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.
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分析與解答:
對(duì)于這類綜合題,要善于分析物理過程中各個(gè)階段的特點(diǎn)及其遵循的規(guī)律,要注意兩個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)過程中相關(guān)量的關(guān)系.
質(zhì)量為m的物塊運(yùn)動(dòng)過程應(yīng)分為三個(gè)階段:第一階段為自由落體運(yùn)動(dòng);第二階段為和鋼板碰撞;第三階段是和鋼板一道向下壓縮彈簧運(yùn)動(dòng),再一道回到O點(diǎn).質(zhì)量為2m的物塊運(yùn)動(dòng)過程除包含上述三個(gè)階段以外還有第四階段,即2m物塊在O點(diǎn)與鋼板分離后做豎直上拋運(yùn)動(dòng).彈簧
對(duì)于m:
第二階段,根據(jù)動(dòng)量守恒有mv0=2mv1
②
對(duì)于2m物塊:
第二階段,根據(jù)動(dòng)量守恒有2mv0=3mv2
④
第三階段,根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒有
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又因
E′p=Ep
⑦
上幾式聯(lián)立起來可求出:l=x0/2 同步練習(xí)
一、選擇題
1.A球的質(zhì)量為2m,以速度v0沿正x軸方向運(yùn)動(dòng),B球的質(zhì)量為m,靜止在x軸上某處.A、B球發(fā)生碰撞后均沿正x軸方向運(yùn)動(dòng),則B球可能的速度為
[
] A.v0
B.2v0
C.3v0
D.4v0 2.一輛汽車剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)停下,已知汽車前一半時(shí)間的
[
]
3.物體在幾個(gè)力作用下保持靜止,現(xiàn)只有一個(gè)力逐漸減小到零又逐漸增大到原值,則在這個(gè)力變化的整個(gè)過程中,物體速度大小變化的情況是
[
] A.由零逐漸增大到某一數(shù)值后,又逐漸減小到零 B.由零逐漸增大到某一數(shù)值后,又逐漸減小到某一數(shù)值 C.由零逐漸增大到某一數(shù)值 D.以上說法都不對(duì)
4.一根水平繩子有相距L的a、b兩點(diǎn),有一列橫波沿繩傳播,在某時(shí)刻a、b均在通過平衡位置,且a、b之間沒有波峰只有一個(gè)波谷,經(jīng)過時(shí)間t,a處第一次出現(xiàn)波峰,b處第一次出現(xiàn)波谷,那么,這列波的傳播速度是
[
]
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5.如圖1-9-16所示,小車沿水平面做直線運(yùn)動(dòng),小車內(nèi)光滑底面上有一物塊被壓縮的彈簧壓向左壁,小車向右加速運(yùn)動(dòng).若小車向右加速度增大,則車左壁受物塊的壓力N1和車右壁受彈簧的壓力N2的大小變化是
[
] A.N1不變,N2變大 B.N1變大,N2不變 C.N1、N2都變大 D.N1變大,N2減小
6.一個(gè)做變速運(yùn)動(dòng)的物體
[
] A.若改變物體速度的是重力,則物體的機(jī)械能不變 B.若改變物體速度的是摩擦力,則物體的機(jī)械能一定減小 C.若改變物體速度的是摩擦力,則物體的機(jī)械能可能增大 D.物體的速度增大時(shí),物體的機(jī)械能可能減小
7.如圖1-9-17所示,一只箱子放在粗糙的水平地面上,甲用與地面成θ1角的恒力F1斜向上拉箱子,乙用與地面成θ2角的恒力F2斜向下推箱子,箱子做勻加速運(yùn)動(dòng),其加速度為a,若乙不推箱子,則箱子的加速度
[
]
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A.一定小于a
B.可能小于a C.可能大于a
D.可能等于a
8.如圖1-9-18所示,物塊放在粗糙斜面上保持靜止,斜面體水平向左加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度減小時(shí)物塊始終相對(duì)斜面靜止,則物塊所受斜面的摩擦力f和支持力N的大小變化情況可能是 [
] A.f增大,N減小
B.f減小,N不變
C.f不變,N減小
D.f減小,N減小
9.A球的質(zhì)量為mA,以某一速度沿光滑水平面向靜止的B球運(yùn)動(dòng),B球的質(zhì)量為mB.A與B發(fā)生正碰,碰撞過程中機(jī)械能不損失,當(dāng)B球質(zhì)量取不同值時(shí),則碰撞后
[
] A.mB=mA時(shí),B球速度最大 B.mB=mA時(shí),B球動(dòng)能最大 C.mB<mA時(shí),mB越小B球速度越大 D.mB>mA時(shí),mB越大B球動(dòng)量越大
10.如圖1-9-19所示,在傾角為θ的斜面上有A、B兩個(gè)長(zhǎng)方形物塊,質(zhì)量分別為mA、mB.在平行于斜面向上的恒力F的推動(dòng)下,兩物塊一起向上做加速運(yùn)動(dòng).A、B與斜
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面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.設(shè)A、B之間的相互作用力為FAB,當(dāng)它們一起向上加速運(yùn)動(dòng)過程中
[
]
C.斜面傾角θ如有增減,F(xiàn)AB值也將隨之增減
D.不論傾角如何變化(0≤θ≤90°),F(xiàn)AB值都保持一定
11.如圖1-9-20所示,傳送皮帶不動(dòng)時(shí),物塊由皮帶頂端A從靜止開始滑下到皮帶底端B用的時(shí)間是t,則
[
]
A.當(dāng)皮帶向上運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊由A滑到B的時(shí)間一定大于t B.當(dāng)皮帶向上運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊由A滑到B的時(shí)間一定等于t C.當(dāng)皮帶向下運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊由A滑到B的時(shí)間可能等于t D.當(dāng)皮帶向下運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊由A滑到B的時(shí)間可能小于t
二、非選擇題
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12.如圖1-9-21,豎直圓環(huán)的內(nèi)側(cè)為光滑的凹槽,aOb為其水平直徑.兩個(gè)相同的小球A和B,同時(shí)從a點(diǎn)以相等的初速率v0,A沿凹槽向上運(yùn)動(dòng),B沿凹槽向下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中兩球均未脫離圓環(huán).在圓環(huán)上的b、c、d三點(diǎn)位置中,兩球相遇的位置可能是在____點(diǎn).
13.汽車?yán)煌宪囇仄街惫穭蛩傩旭?,中途拖車與汽車脫鉤,若汽車的牽引力不變,汽車和拖車受到的阻力也不變,則在拖車停止運(yùn)動(dòng)前,汽車、拖車系統(tǒng)的總動(dòng)能____,總動(dòng)量____.(填增加、減少或不變)
14.將一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩上端固定,下端掛一質(zhì)量為0.5kg的重物(可視為質(zhì)點(diǎn)).最初,重物及繩與固定端同處于一水平線上,重物被無初速釋放后,將在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)其運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩受力為F,細(xì)繩剛好被拉斷.若換一根長(zhǎng)為1.5L,其在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)時(shí),擺角不能超過____度.
15.如圖1-9-22,一物體以40J的初動(dòng)能從斜面頂端下滑,途經(jīng)A點(diǎn)時(shí),動(dòng)能已減少10J,機(jī)械能已減少30J;到達(dá)底端時(shí),速度剛好減為零.若使該物體從斜面底端沿斜面上滑,要能使其達(dá)到頂端,則上滑的初動(dòng)能至少應(yīng)為____J.
16.水平勻速飛行的轟炸機(jī)正向敵方陣地上空飛來,被水平地面上與飛機(jī)直線距離為l的敵方陣地雷達(dá)發(fā)現(xiàn),設(shè)飛機(jī)速度矢量與雷達(dá)在同一豎直面內(nèi),這時(shí)雷達(dá)監(jiān)測(cè)飛機(jī)的仰角(即雷達(dá)觀察飛機(jī)的方向與水平面間的夾角)為θ,與此同時(shí),飛機(jī)上自由釋放一顆炸彈,試分析飛機(jī)應(yīng)以多大水平速度飛行,才有可能使炸彈命中敵方雷達(dá)?
17.如圖1-9-23所示,在光滑水平面上放置一長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為M的長(zhǎng)方形木板A,木板的右端固定一豎直擋板,擋板上裝有一水平輕彈簧,彈簧原長(zhǎng)為l0;木板的左端上放有一質(zhì)量為m的小滑塊B,滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.今給長(zhǎng)木板A一短暫
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時(shí)間的沖量,使A獲得某一向左的瞬時(shí)速度v0,此后滑塊B將在長(zhǎng)木板上相對(duì)長(zhǎng)木板向右運(yùn)動(dòng)并把彈簧壓縮至最短為l.如果最終滑塊B能剛好停在木板A的左端而不掉下,試確定長(zhǎng)木板A運(yùn)動(dòng)的初速度v0.
18.如圖1-9-24所示,質(zhì)量為9m的圓木板,中心系一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩,繩的另一端拴一質(zhì)量為m的小球.最初將小球與圓木板靠在一起從固定鋼板C正上方高h(yuǎn)=0.2m處由靜止釋放.鋼板C中心有一孔,孔徑比小球直徑大,但比圓木板直徑?。∏蚺c圓木板落下后,圓木板與鋼板C發(fā)生無機(jī)械能損失的碰撞,小球穿過孔后繼續(xù)下落,運(yùn)動(dòng)到細(xì)繩繃緊時(shí),球與圓木板達(dá)到一共同速度v,若不計(jì)空氣阻力,細(xì)繩繃緊時(shí),繩的拉力遠(yuǎn)大于圓木板和球的重力,要使球與圓木板達(dá)到共同速度v時(shí)方向向下,試確定細(xì)繩的長(zhǎng)度L應(yīng)滿足的條件.
參考答案
1.A 2.B 3.C 4.AB 5.B 6.ACD 7.BCD 8.AD 9.BCD
10.AD 11.BCD 12.C 13.增加 不變
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第三篇:高中物理史 力學(xué)
力學(xué)1、1638年,意大利物理學(xué)家伽利略在《兩種新科學(xué)的對(duì)話》中用科學(xué)推理論證重物體和輕物體下落一樣快;并在比薩斜塔做了兩個(gè)不同質(zhì)量的小球下落的實(shí)驗(yàn),證明了他的觀點(diǎn)是正確的,推翻了古希臘學(xué)者亞里士多德的觀點(diǎn)(即:質(zhì)量大的小球下落快是錯(cuò)誤的);
2、17世紀(jì),伽利略通過構(gòu)思的理想實(shí)驗(yàn)指出:在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體若沒有摩擦,將保持這個(gè)速度一直運(yùn)動(dòng)下去;得出結(jié)論:力是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因,推翻了亞里士多德的觀點(diǎn):力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。
同時(shí)代的法國(guó)物理學(xué)家笛卡兒進(jìn)一步指出:如果沒有其它原因,運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以同速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng),既不會(huì)停下來,也不會(huì)偏離原來的方向。
3、1687年,英國(guó)科學(xué)家牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》著作中提出了三條運(yùn)動(dòng)定律(即牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律)。
4、20世紀(jì)初建立的量子力學(xué)和愛因斯坦提出的狹義相對(duì)論表明經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀粒子和高速運(yùn)動(dòng)物體。
5、1638年,伽利略在《兩種新科學(xué)的對(duì)話》一書中,運(yùn)用觀察-假設(shè)-數(shù)學(xué)推理的方法,詳細(xì)研究了拋體運(yùn)動(dòng)。
6、人們根據(jù)日常的觀察和經(jīng)驗(yàn),提出“地心說”,古希臘科學(xué)家托勒密是代表;而波蘭天文學(xué)家哥白尼提出了“日心說”,大膽反駁地心說。
7、17世紀(jì),德國(guó)天文學(xué)家開普勒提出開普勒三大定律;
8、牛頓于1687年正式發(fā)表萬有引力定律;1798年英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置比較準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量;
9、1846年,英國(guó)劍橋大學(xué)學(xué)生亞當(dāng)斯和法國(guó)天文學(xué)家勒維烈應(yīng)用萬有引力定律,計(jì)算并觀測(cè)到海王星,1930年,美國(guó)天文學(xué)家湯苞用同樣的計(jì)算方法發(fā)現(xiàn)冥王星。
10、我國(guó)宋朝發(fā)明的火箭是現(xiàn)代火箭的鼻祖,與現(xiàn)代火箭原理相同;
俄國(guó)科學(xué)家齊奧爾科夫斯基被稱為近代火箭之父,他首先提出了多級(jí)火箭和慣性導(dǎo)航的概念。
11、1957年10月,蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星;
1961年4月,世界第一艘載人宇宙飛船“東方1號(hào)”帶著尤里加加林第一次踏入太空。
第四篇:高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)技巧總結(jié)
高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)技巧總結(jié)
摘要:目前素質(zhì)教育得到快速發(fā)展,掌握一定的學(xué)習(xí)技巧對(duì)我們學(xué)生來說極其重要。它不僅能夠讓學(xué)生在答題以及解題的過程中事半功倍,還能讓我們的邏輯思維得到全面性的加強(qiáng)。力學(xué)學(xué)習(xí)技巧在高中物理學(xué)中是非常重要的,對(duì)高中物理學(xué)的學(xué)習(xí)技巧進(jìn)行總結(jié)分析,并提出了相應(yīng)的優(yōu)化措施,希望能對(duì)相關(guān)同學(xué)有所裨益,下面做具體的探討和分析。
關(guān)鍵詞:高中物理;力學(xué)學(xué)習(xí)技巧;總結(jié)
高中物理學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容較為豐富,知識(shí)點(diǎn)相對(duì)比較抽象,尤其是在進(jìn)行力學(xué)的學(xué)習(xí)過程中,不僅需要對(duì)公式進(jìn)行深層次的理解,還要對(duì)受力情況進(jìn)行正確的分析。但力是一個(gè)看不到、摸不著的抽象物理量,想要進(jìn)行深入的研究以及學(xué)習(xí),需要對(duì)其學(xué)習(xí)技巧進(jìn)行全面性的總結(jié)。
一、深刻理解和熟練掌握力學(xué)的框架及內(nèi)容
1.力學(xué)框架體系的構(gòu)建
在高中物理的學(xué)習(xí)構(gòu)成中,力學(xué)是非常重要的一個(gè)部分。在對(duì)力學(xué)的研究中,除了要了解力學(xué)本身的特性之外,還需要對(duì)力學(xué)的概念進(jìn)行一個(gè)非常深刻的了解。高中物理力學(xué)會(huì)涉及到多方面的知識(shí),這些不同的層面都會(huì)與力學(xué)構(gòu)成一定的聯(lián)系,同時(shí),在對(duì)力學(xué)概念進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中,還需要對(duì)其不同的規(guī)律進(jìn)行一定的區(qū)分。在高中物理力學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的過程中,除了要注意做好基本概念的理解和掌握之外,還需要不斷進(jìn)行歸納總結(jié),要根據(jù)自身學(xué)習(xí)的情況,對(duì)知識(shí)進(jìn)行仔細(xì)整理并進(jìn)行詳細(xì)分類,尤其是書本上的一些特定的定律,一定要進(jìn)行一個(gè)非常深入的理解,必要的時(shí)候,還可以進(jìn)行相應(yīng)的推導(dǎo),并對(duì)其中各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系進(jìn)行總結(jié)。這樣就可以在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建一個(gè)適合自己學(xué)習(xí)力學(xué)的知識(shí)框架,理解更為深刻。
2.力學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容的總結(jié)
基礎(chǔ)概念是物理力學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)?,F(xiàn)在,我們很多的高中老師都會(huì)采用整章齊下、重點(diǎn)攻克的方法來給我們學(xué)生進(jìn)行講解,老師對(duì)知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)與歸納是非常的清晰、有條理,對(duì)力學(xué)知識(shí)的理解也是非常深刻的,在老師的引導(dǎo)下,大多數(shù)學(xué)生能夠?qū)ξ锢砹W(xué)的知識(shí)有著更深一層地理解,能夠在很大程度上提高學(xué)習(xí)的效率,但是在進(jìn)行力學(xué)的學(xué)習(xí)過程中,我們還需要對(duì)其重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。在對(duì)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)的過程中,我們尤其要注意牛頓第二定律的全面使用,其公式為:F=M×a。牛頓第二定律成功的將力與重力加速度結(jié)合在一起,讓物體的整體受力得到了更為直觀的表達(dá),我們?cè)趯W(xué)習(xí)的過程中,應(yīng)當(dāng)在牛頓第二定律的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行延生以及拓展,因?yàn)樵诹W(xué)的學(xué)習(xí)過程中,我們通常會(huì)考慮到很多力學(xué)的因素,如重力、支持力、摩擦力、壓力以及電磁力,這些都是我們?cè)谖锢韺W(xué)習(xí)中應(yīng)當(dāng)注意的重點(diǎn)。在高中物理的學(xué)習(xí)中,我們學(xué)習(xí)力學(xué)的主要內(nèi)容,大致可以分為兩個(gè)板塊:其一,物體在運(yùn)動(dòng)過程中速率變化與力產(chǎn)生的關(guān)系,其是加速度與力的整體結(jié)合;其二,磁場(chǎng)的磁效應(yīng)產(chǎn)生的力的變化。在學(xué)習(xí)這兩個(gè)重要的板塊內(nèi)容時(shí),我們都會(huì)用到牛頓第二定律進(jìn)行力學(xué)的闡述,所以,在進(jìn)行力學(xué)的總結(jié)以及學(xué)習(xí)的過程中,我們要深層次的理解牛頓第二定律,并對(duì)其進(jìn)行靈活的運(yùn)用,從而讓自己在學(xué)習(xí)力學(xué)的過程中更容易掌握力學(xué)的變化規(guī)律。
二、構(gòu)建知識(shí)模型,融會(huì)貫通、靈活運(yùn)用
在高中物理學(xué)習(xí)的過程中,除了要做好基礎(chǔ)概念的學(xué)習(xí)和掌握,還需要對(duì)相關(guān)概念中的理想化研究模型建立一定的認(rèn)知,并了解其研究過程。理想化模型是一種非常重要的科學(xué)抽象化的方法,也就是說,在進(jìn)行研究的過程中,要注重主要因素而忽略次要因素,從而達(dá)到簡(jiǎn)化研究問題的目的。例如,勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平衡運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)等理想化運(yùn)動(dòng)模型,質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷等理想化模型,還有能量守恒定律,這些都可以說是一個(gè)比較理想化的定律或概念。在進(jìn)行物理問題思考的過程中,也在建立物理模型,因此在遇到相關(guān)的作業(yè)題型時(shí),一定嚴(yán)格按照相關(guān)的模型建立思路,來尋求問題的解決方法,這是學(xué)習(xí)高中物理力學(xué)的最高要求。在進(jìn)行物理學(xué)習(xí)的過程中,一般都會(huì)遇到以下幾個(gè)方面的問題:(1)引進(jìn)理想模型的原因;(2)理想模型與實(shí)際模型的差別;(3)如何建立一個(gè)正確的理想模型;(4)理想模型研究的意義。我們學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,要對(duì)這幾個(gè)問題進(jìn)行一個(gè)深刻的思考,在探索物理規(guī)律的過程中,對(duì)物理模型的作用能夠有一個(gè)比較明確的認(rèn)知,并在實(shí)際的解題中,能夠明確地進(jìn)行運(yùn)用。
三、掌握重要研究方法和基本的解題技巧
在進(jìn)行受力分析的過程中,還要運(yùn)用一定的方法,對(duì)其進(jìn)行歸納和總結(jié)。例如,在進(jìn)行受力分析的過程中,可以運(yùn)用整體法對(duì)其進(jìn)行整理,這可以在很大程度上提高解題的效率,但在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過程中,需要不斷進(jìn)行聯(lián)系,不斷歸納總結(jié),才能夠又快又準(zhǔn)的解決問題。例如:在力的動(dòng)態(tài)平衡問題中,通常都是采用圖解法來進(jìn)行解題,但是在一些探究性的試驗(yàn)中,通常都是采用控制變量法來解決相關(guān)的問題,控制變量的研究方法比較普遍,但是非常必要,在一些實(shí)證性的試驗(yàn)中,也有著非常關(guān)鍵的作用。
四、注重圖像法在力學(xué)問題中的作用
一般在物理力學(xué)的分析過程中,圖像法的使用是非常普遍的。圖像法的應(yīng)用通常都建立在坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上,是一種用于描述物理規(guī)律的重要方法,并且,圖像法在物理學(xué)中的應(yīng)用也非常廣泛,其不僅僅在力學(xué)中有著非常充分地應(yīng)用,在電磁學(xué)、熱學(xué)中也是比較常用的。例如,磁核振動(dòng)圖像、波動(dòng)圖像、電磁場(chǎng)圖像、溫差圖像等,都可以運(yùn)用圖像法將運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)非常直觀地描述出來。在物理學(xué)中,圖像法具有非常直觀的優(yōu)點(diǎn),但是在應(yīng)用圖像的時(shí)候,還需要注意以下幾個(gè)方面的問題:(1)在看圖像的時(shí)候,一定要看清楚橫縱坐標(biāo)的物理量及其相應(yīng)的單位;(2)在理解圖像物理意義的時(shí)候,需要非常清楚地了解到圖像所代表的函數(shù)關(guān)系與相關(guān)物理公式之間的聯(lián)系;(3)要對(duì)圖像的斜率、截距、面積等相關(guān)的物理量所代表的物理量有一定的了解。但是最關(guān)鍵,最根本的問題就是要熟悉圖像的特性,了解基礎(chǔ)的物理圖像,在一定條件下,可以通過類比的方法,來對(duì)相應(yīng)的問題進(jìn)行解決。
五、注重邏輯推理能力的培養(yǎng)
在高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)的過程中,除了要對(duì)基本的概念以及方法進(jìn)行掌握之外,還需要建立一個(gè)比較嚴(yán)密的邏輯推理思路。例如,在機(jī)車啟動(dòng)這一專題中,就會(huì)遇到汽車加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)問題,在對(duì)這一問題分析的過程中,需要了解機(jī)車運(yùn)動(dòng)的一個(gè)狀態(tài)。當(dāng)機(jī)車啟動(dòng)的時(shí)候,先是勻加速運(yùn)動(dòng),但是當(dāng)機(jī)車的功率達(dá)到額定功率的時(shí)候,就會(huì)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最終達(dá)到最大的速度。這類問題的分析一直是一個(gè)難點(diǎn),但是它的計(jì)算比較容易,主要是進(jìn)行全面的推理,并對(duì)各個(gè)物理量之間的關(guān)系進(jìn)行一定的梳理。
六、結(jié)語
綜上所述,在高中物理的學(xué)習(xí)過程中,我們首先需要結(jié)合實(shí)際情況,找到基礎(chǔ)的解題方法,并采用多種方式優(yōu)化。在學(xué)習(xí)技巧的總結(jié)過程中,我們需要對(duì)力學(xué)知識(shí)的各種學(xué)習(xí)方法進(jìn)行應(yīng)用,在高中物理力學(xué)的學(xué)習(xí)中,一定要扎實(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),并不斷進(jìn)行歸納總結(jié),找到適合自己的邏輯分析方法。同時(shí),我們學(xué)生還要注重自己邏輯思維的培養(yǎng),要學(xué)會(huì)養(yǎng)成找到問題、把握重點(diǎn)、快速解題、題后反思的學(xué)習(xí)習(xí)慣。我相信,只要同學(xué)們保持良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,做出持之以恒的努力,定能使高中物理學(xué)的學(xué)習(xí)難度得到全面的降低,自身的綜合物理素養(yǎng)也會(huì)得到很大提升。
作者:蔣勇睿 單位:聊城市第三中學(xué)
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第五篇:力學(xué)是高中物理的基礎(chǔ)
力學(xué)是高中物理的基礎(chǔ)、運(yùn)動(dòng)學(xué)是高中物理的框架、能量是高中物理的精髓
一、高一是學(xué)習(xí)物理知識(shí)的關(guān)鍵
高一我們主要是學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)、能量這三個(gè)最重要的內(nèi)容,為后面學(xué)習(xí)新的力(電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、分子力等)、新的運(yùn)動(dòng)(帶電粒子的電場(chǎng)中、磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)以及復(fù)合場(chǎng))、新的能量(電勢(shì)能、機(jī)械能+電勢(shì)能總守恒等)打基礎(chǔ),以及為構(gòu)建電場(chǎng)和磁場(chǎng)做準(zhǔn)備的電學(xué),而且最終題目還是定位于力與運(yùn)動(dòng)的結(jié)合,能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化,所以高中物理的學(xué)習(xí)關(guān)鍵在于高一,否則會(huì)拖的很累,而且怎么學(xué)、怎么練、怎么補(bǔ)也沒有效果,其結(jié)果當(dāng)然可以想象,不放大家可以和高三的師哥師姐們談?wù)?,便知道了一切真相?/p>
二、高一是學(xué)習(xí)物理思想的起航
①圖形/圖像圖解法 ②極限思維方法 ③平均思想方法 ④等效轉(zhuǎn)換(化)法 ⑤猜想與假設(shè)法 ⑥整體法和隔離法 ⑦臨界問題分析法 ⑧對(duì)稱法 ⑨尋找守恒量法 ⑩構(gòu)建物理模型法
三、給高中學(xué)生幾點(diǎn)建議
高一物理如果沒有打好基礎(chǔ),即對(duì)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、能量沒有明確的認(rèn)識(shí),以及物理思想的建立,那么在高二電、光等的學(xué)習(xí)中,找不到基本的定位,成績(jī)就可以想象了,建議同學(xué)們?cè)诟咭晃锢淼膶W(xué)習(xí)中務(wù)必學(xué)好三大知識(shí)點(diǎn),以及掌握物理的思維方式,以便學(xué)習(xí)新的知識(shí)和高三復(fù)習(xí)。