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[摘要]物理习题中有多些题的题设条件发生变化,题的结果却是不变的,这就需要我们理清思路、拔开迷雾,抓住关键巧妙解题。本文举例说明了在物理习题中,如何突破思维障碍,灵活解决问题。
[关键词]物理教学 思维障碍 问题解决
物理习题中有多些题的题设条件发生变化,题的结果却是不变的,这就需要我们理清思路、拔开迷雾,抓住关键巧妙解题。
例1.如图所示,质量分别为m1、m2的物件用细绳相连接,
放在倾角为θ斜面上用平行于斜面的力F拉拉两个物体一起向上加速运动,斜面粗糙时中间绳的拉张力为F1,斜面光滑时中间绳的拉力为F2,则F1与F2的大小关系()
A、F1=F2B、F1>F2
C、F1<F2D、条件不足无法判断
解析:先对整体应用牛顿第二定律有F-(m1+m2)gsinθ-μ(m1+m2)gcosθ=(m1+m2)a①
再对m2应用牛顿第二定律,有FT-m2gsinθ-μm2gcosθ=M2a②
联立①②得,FT=F
从表达式看出,中间绳的张力与斜面倾角θ和物体与斜面间的摩擦因数μ无关,故选A
本题结论可以推广到水平面(θ=0)和竖直面(θ=90)的情况,拉力F使两个物体沿F方向加速运动时,中间绳的张力均为F=
例2.如图示一个物体从高为h的斜面顶端P由静止开始下滑,然后又在水平面上滑行一段距离后停在Q点,已知物体与接触面间的动摩擦因数均为μ、PQ之间的水平距离为S,现在保持高度不变,改变斜面倾角,再把该物体放在P点自由下滑,那么()
A.它仍然停在Q点B.它停在Q点左侧
C.它停在Q点右侧D.条件不足无法确定
解析:设斜面长度为S1,物体在水平方向上滑行的距离为S2,斜面倾角为θ,由动能定理得
mgh-μmgcosθs1-μmgS2=0
而S1COSθ+S2=S故S=A对
结论:物体在水平面和斜面上滑行时,虽然动摩擦因数相同但正压力不同;斜面倾角改变后物体在水平面和斜面上的位移不同,但物体停下的位置相同,把握内在联系,体会变与不变以关系。
例3.如图所示,从倾角为θ的足够长的斜面顶端先后将同一个小球以不同的初速度水平抛出,第一次初速度为V1,球落在斜面上时速度方向与斜面的夹角为Φ1,第二次初速度为V2,球落在斜面上时速度方向与斜面的夹角为Φ2,若V1>V2则
A、Φ1>Φ2 B、Φ1<Φ2
C、Φ1=Φ2D、无法确定
解析:设平抛物体经过一段时间到某位置时,其末速度与水平方向的夹角为α,位移与水平方向的夹角为β,则:
tamα=tanβ=tanα=2tamβ
两次抛出的小球落到斜面上时,落点不同,位移大小速度都不同,但两次位移与水平方向的夹角相同,即,β1=β2由上斜计算知α1=α2而速度方向与斜面的夹角Φ=α-β,故,两次球落到斜面上时速度与斜面的夹角相同C对
上述物理问题都有一个共同的特点,都强调某种表面上的变化而经过分析,取伪存真,我们揭示出它们的实质是不变的。
(作者单位:甘肃临泽一中)
[关键词]物理教学 思维障碍 问题解决
物理习题中有多些题的题设条件发生变化,题的结果却是不变的,这就需要我们理清思路、拔开迷雾,抓住关键巧妙解题。
例1.如图所示,质量分别为m1、m2的物件用细绳相连接,
放在倾角为θ斜面上用平行于斜面的力F拉拉两个物体一起向上加速运动,斜面粗糙时中间绳的拉张力为F1,斜面光滑时中间绳的拉力为F2,则F1与F2的大小关系()
A、F1=F2B、F1>F2
C、F1<F2D、条件不足无法判断
解析:先对整体应用牛顿第二定律有F-(m1+m2)gsinθ-μ(m1+m2)gcosθ=(m1+m2)a①
再对m2应用牛顿第二定律,有FT-m2gsinθ-μm2gcosθ=M2a②
联立①②得,FT=F
从表达式看出,中间绳的张力与斜面倾角θ和物体与斜面间的摩擦因数μ无关,故选A
本题结论可以推广到水平面(θ=0)和竖直面(θ=90)的情况,拉力F使两个物体沿F方向加速运动时,中间绳的张力均为F=
例2.如图示一个物体从高为h的斜面顶端P由静止开始下滑,然后又在水平面上滑行一段距离后停在Q点,已知物体与接触面间的动摩擦因数均为μ、PQ之间的水平距离为S,现在保持高度不变,改变斜面倾角,再把该物体放在P点自由下滑,那么()
A.它仍然停在Q点B.它停在Q点左侧
C.它停在Q点右侧D.条件不足无法确定
解析:设斜面长度为S1,物体在水平方向上滑行的距离为S2,斜面倾角为θ,由动能定理得
mgh-μmgcosθs1-μmgS2=0
而S1COSθ+S2=S故S=A对
结论:物体在水平面和斜面上滑行时,虽然动摩擦因数相同但正压力不同;斜面倾角改变后物体在水平面和斜面上的位移不同,但物体停下的位置相同,把握内在联系,体会变与不变以关系。
例3.如图所示,从倾角为θ的足够长的斜面顶端先后将同一个小球以不同的初速度水平抛出,第一次初速度为V1,球落在斜面上时速度方向与斜面的夹角为Φ1,第二次初速度为V2,球落在斜面上时速度方向与斜面的夹角为Φ2,若V1>V2则
A、Φ1>Φ2 B、Φ1<Φ2
C、Φ1=Φ2D、无法确定
解析:设平抛物体经过一段时间到某位置时,其末速度与水平方向的夹角为α,位移与水平方向的夹角为β,则:
tamα=tanβ=tanα=2tamβ
两次抛出的小球落到斜面上时,落点不同,位移大小速度都不同,但两次位移与水平方向的夹角相同,即,β1=β2由上斜计算知α1=α2而速度方向与斜面的夹角Φ=α-β,故,两次球落到斜面上时速度与斜面的夹角相同C对
上述物理问题都有一个共同的特点,都强调某种表面上的变化而经过分析,取伪存真,我们揭示出它们的实质是不变的。
(作者单位:甘肃临泽一中)