【摘要】連接體問題是高中物理中的一類難點(diǎn)題型,通常會(huì)綜合力的合成與分解、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能守恒定律等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行考查,是高考?jí)狠S題的熱點(diǎn)問題.本文結(jié)合實(shí)例探究三類具有等量關(guān)系的連接體問題,以供讀者參考.
【關(guān)鍵詞】連接體;高中物理;等量關(guān)系
1 速度相等的連接體模型
例1 如圖1,小球A,B(可視為質(zhì)點(diǎn))用不可伸長的細(xì)輕線相連,跨過固定在地面上、半徑為R的光滑圓柱,已知質(zhì)量mA=2mB.當(dāng)A與圓柱軸心等高時(shí),B恰好位于地面上.將A由靜止釋放,B上升的最大高度是( )
解 彈簧對(duì)Q做功,故P,Q系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒.故選項(xiàng)(A)錯(cuò)誤;
當(dāng)α=45°時(shí),根據(jù)P,Q沿輕桿方向的分速度相等得vQcos45°=vPcos45°,故vQ=vP,但方向不同,所以P,Q的速度不同,選項(xiàng)(B)錯(cuò)誤;
由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒可得:Ep=2mgL(cos30°-cos60°),彈性勢(shì)能的最大值為Ep=(3-1)mgL,故選項(xiàng)(C)正確.
P速度到達(dá)最大前,P加速下降,對(duì)P,Q整體,在豎直方向上有3mg-N=2ma,則N<3mg,選項(xiàng)(D)錯(cuò)誤.
評(píng)注 通常對(duì)繩子的速度進(jìn)行分解時(shí)分為垂直于繩子和沿著繩子兩個(gè)方向,再結(jié)合運(yùn)動(dòng)的合成與分解進(jìn)行解題.
4 結(jié)語
通過對(duì)上述三道例題的分析,可以看出,等量關(guān)系是解題的關(guān)鍵,只有合理運(yùn)用等量關(guān)系才能讓連接體連接的兩個(gè)物體聯(lián)系起來,從而將兩者分別滿足的運(yùn)動(dòng)方程聯(lián)立解得所求量的大小.教師在教學(xué)的過程中,要靈活運(yùn)用例題講解的過程來培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和問題分析的能力,從而讓學(xué)生逐步建立起對(duì)物理知識(shí)的深刻理解,提高物理學(xué)科核心素養(yǎng).同時(shí),還要著重于等量關(guān)系的構(gòu)建過程,讓學(xué)生體悟到問題的本質(zhì)內(nèi)涵,這樣才能夠取得更好的學(xué)習(xí)效果.