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高中物理典型力學問題的幾點探究

2018-12-15 09:22:20
新教育時代電子雜志(學生版) 2018年15期
關鍵詞:勁度系數(shù)小車力學

(黑龍江省大慶實驗中學高二七班 黑龍江大慶 163300)

第一次對“力”產(chǎn)生真實的認知,應該是從拔河比賽開始的,一根繩的兩端,由于力量的懸殊,繩子不斷的移動。隨著學習的逐步深入,對于“力”的理解也不再那么膚淺,力有大小,所以有的車子跑得快,因為它動力強勁;力有方向,作用力與反作用力是一對不和睦的“好朋友”;并非所有的力都可見,運動與靜止其實是一個相對概念;力不會憑空產(chǎn)生,所以永動機只是一個傳說。進入高中以后,知識的難度明顯加大,很多同學都感覺吃不消,于是開始機械的死記硬背,但是結果是不僅知識沒記住,而且學得越多忘得越快,背得越多考得越砸。其實力學知識的生動而有趣的,不需要刻意記憶,而是具體問題具體分析。物理學中力學的玄妙之處在于雖然我們看不見,但是它卻真正時時處處都存在,而且其作用不可小覷,下面我們結合幾個題目來具體看一下。

一、簡單力學問題解析

都說學習像彈簧,你弱它就強,那么物理中的彈簧問題到底該如何解。

例1.如圖所示,開始時只有乙彈簧發(fā)生形變,甲彈簧處于原長,勁度系數(shù)k甲=2k乙,當在物體上再疊加上一個同樣的物體后,那么兩彈簧的情況是( )

A甲和乙彈簧受力相等

B甲彈簧受力是乙的2倍

C乙彈簧將承擔4/3mg的壓力

D甲伸長量是乙壓縮量的1/3

解析:這是一道非常典型的力學問題,考察的是受力分析與胡克定律。這個問題的難點在于涉及兩個彈簧,易錯點是勁度系數(shù)k甲=2k乙利用不當,導致形變量判斷錯。乙彈簧將承擔4/3mg的壓力,甲彈簧將承擔2/3mg的壓力;由于k甲=2k乙,根據(jù)胡克定律公式F=kx,故甲伸長量是乙壓縮量的1/4.

類似的這種問題還有很多,有時候彈簧橫向放置,如勁度系數(shù)為 K的輕質彈簧一端與墻固定,另一端與傾角為θ的斜面體小車連接,小車上放置物體,無初速釋放后,小車在水平面間來回運動。這種里面涉及的物體就比較多,彈簧、小車、還有物體,加上“來回運動”的字樣,很容易擾人思路,其實只需要根據(jù)問題分別對小車、物塊,或者把它們看做整體就可以順利解答。

二、運動與力綜合的相關問題

說到運動中的力學問題,首先我們就會想到勻速運動、勻加速運動、圓周運動等典型問題,但是在考試中這類問題很少直接考察,而是需要綜合考慮多種情況。

解析:這道題是一道綜合性比較好的題目,學習化學我們知道:氕氘氚是氫的同位素,所以題中涉及的氕氘區(qū)別就是因為差一個中子而使得質量有差別,又因為他們以相同的動能射出,也就是初速度是不一樣的。明確這兩點問題之后,后面的解答就容易多了,粒子在場中的運動涉及兩個部分:第一部分是在電場中做得類平拋運動,兩個質量不同的粒子分別是不同的速度射出,雖然初始位置一樣,但是軌跡并不相同;所以他們第一次進入磁場的位置與速度也有差別;進入磁場之后,兩粒子分別做勻速圓周運動(注意它們運動的半徑也不相同)。明確這些關系之后,這道題目解題過程中只需要注意數(shù)量換算關系即可。

總之,力學解題的重點一是受力分析,二是運動狀態(tài)分析,只要能夠把握好這兩點,再輔以細心的計算,就會發(fā)現(xiàn)所有的力學問題都可以迎刃而解。學得越多就會發(fā)現(xiàn)力學知識生動而有趣,力是運動的根本原因,無論是腳踏車、電動車、汽車,還是飛機、火車、輪船和火箭,力的存在裝點的這個世界越來越絢麗多彩;而且任何一股力量,都需要一個施力物體,所以懶等靠都是沒有用的,在前進的旅途中沒有人替我們負重前行,只有不斷的奮斗,才能登上高峰。沒有人會隨隨便便成功,每一項成功的背后都是汗水和智慧的結晶,只有我們更加努力,我們才能站得更高,看得更遠。

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