标题 | 高中物理力学综合题解法探究 |
范文 | 胡小飞 一、读清题意,构建物理情景。 解决物理问题,读题是第一步,尤其是力学综合题,一般描述过程都复杂,文字、物理量多,审题过程中,一定要耐心、仔细,首先要分清主次,抓住核心过程;然后理清头绪,找到各物理量、物理过程中联系。在这一过程中,建立起一幅比较清晰的关于所求问题的物理图景,对解题思维框架进行初步的构成。一般情况下,在高中物理力学综合题中,大多数的题目都会在题干中给出一些极为明显的已知条件,但也会将一些重要的解题信息隐藏在题干中,而这些所隐含的信息必定往往都是解题的关键部分,所以这需要学生在审题分析过程中认真、仔细地将隐含信息找出,进而为解题提供支持。 二、循序渐进,选取正确的方法。 对于力学綜合题,无外乎探究物体受力与运动、功、能之间联系。在探究过程中,首先要明确研究对象、然后进行受力分析、接下来以牛顿第二定律作为联系纽带找出各物理量关系;对于没有涉及加速度的,可以从功和能的观点联系各个物理量。在运用规律的过程中,要让学生熟悉,了解各种典型的物理模型,学会应用,从而达到事半功倍的效果。 例1 如图1所示,一质量为M、长为L的长方形木板B放在光滑的水平地面上,其右端放一质量为m的物体A,m (1)若初速度大小未知,求A向左运动到最远处离出发点的距离。 解析 (1)A刚好没有滑离B板,表示当A滑板到B板的最左端时,A、B具有相同的速度,设此速度为ν,经过时间t,A、B间的滑动摩擦力f,对A: 由几何关系有: 求得最后速度大小: (2)对A,当向左减速为0时,向左运动距离最大,最大距离为: 例2 如图3所示,位于竖直平面内有1/4圆弧的光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,圆弧轨道上端A点距地面高度为H,当把质量为m的钢球从A点静止释放,最后落在了水平地面的C点处。若本地的重力加速度为g,且不计空气阻力。试计算: (1)钢球运动到B点的瞬间受到的支持力多大? (2)钢球落地点C距B点的水平距离,s为多少? 解析 此题的物理情景比较明朗,钢球从光环圆弧A下滑到落到C点可分成两个我们熟悉的过程:(1)光滑1/4圆弧内的圆周运动,(2)B-C过程的平拋运动;首先,以钢球为研究对象,沿圆弧从A到B过程中受竖直向下的重力和时刻垂直于圆弧面的支持力,考虑到支持力方向时刻在变,该过程很难运用牛顿第二定律;但应该注意到,虽然支持力是变力,然而由于其时刻垂直于运动方向,整个过程中支持力不做功,也就是只有重力做功。 例3 静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连,如图4所示,轻绳长L=1m,承受的最大拉力为8N,A的质量m1=2kg,B的质量m2=8kg,A、B与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,现用一逐渐增大的水平力F作用在B上,使A、B向右运动,当F增大到某一值时,轻绳刚好被拉断(g=10m/s2)。 (1)求绳刚被拉断时F的大小; (2)若绳刚被拉断时,A、B的速度为2m/s,保持此时的F大小不变,当A静止时,A、B间的距离为多少? 例4 如图5所示,定滑轮到滑块的高度为h,已知细绳的拉力为F(恒定),滑块沿水平面由A点前进s至B点,滑块在初、末位置时细绳与水平方向的夹角分别为α和β,求滑块由A点运动到B点过程中,绳的拉力对滑块所做的功。 解析 设绳对物体的拉力为T,显然人对绳的拉力F等于T。T在对物体做功的过程中大小虽然不变,但其方向时刻在变,因此该问题是变力做功的问题。但是在滑轮的质量以及滑轮与绳间摩擦不计的情况下,人对绳做的功等于绳拉力对物体做的功,而拉力F的大小和方向都不变,所以F做的功可以用公式W=Fscosα直接计算。在绳与水平面的夹角由α变到β过程中,拉力F作用点位移大小: |
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