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一年级思维训练100题 例谈物理解题思维过程

时间:2019-01-18 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  解决具体物理问题时,除了需要对情景涉及的“概念清”,情景建立起的“过程明”,处理问题应用的“规律熟”之外;还需要对所求物理量(问题)的途径有概括、方法有归纳。唯如此,才可实现对问题的思维始终在正确、有效的方向上进行。
  例1 子弹射入放在光滑水平面上的木板前动能为?E???1?,动量大小为?P???1?;射穿木板后子弹的动能大小为?E???2?,动量大小为?P???2?。若木板对子弹的阻力大小恒定,则子弹在射穿木板过程中的平均速度大小为?( )?
  A?E?1+E?2P?1+P?2? B?E?1-E?2P?1-P?2?
  C?E?1P?1+E?2P?2? D?E?1P?1-E?2P?2?
  解析:由①平均速度的定义式:?V-=St?,
  ②匀变速直线运动平均速度又有:?V-=v?t-v?02?的特点,
  明确了计算子弹在射穿木板过程中的平均速度大小的两个思路,则:
  1利用?V-=St?,由题设条件,设木板对子弹的阻力大小为f,子弹在射穿木板过程中对地的位移大小为S,运动经历的时间为t
  应用动能定理,?-fs= E??2?- E??1??
  应用动量定理,?-ft= P??2?- P??1??
  将上述两式左右两侧分别作比,得到
  ?-fs-ft=E?1-E?2P?1-P?2=st=V-? ,
  2利用?V-=v?t+v?02?,因?E?K=12mv?2?,?P=mv?,得?E?KP=v2?,
  则?V-=v?2+v?12=v?12+v?22=E?1P?1+E?2P?2?,
  可见,给出的四个选项,B、C正确。
  小结:从物理量的定义,或知识体系中物理量与其它物理量之间的确定关系出发,寻找或发现解决问题的途径,无疑是最基础、最有效的解决问题的思考方法。在概念清晰、关系明确的基础上,利用相应的规律就会建立起各量之间的联系,解决问题的各种方法就会露出端倪。
  例2 放在光滑水平面上的劲度系数为?k?的弹簧右端固定。在原长时,用一质量为m,速度为?v???0?的滑块将其压缩。经过?t?时间后压缩量为?x?,此时速度为?v?,在压缩量为?x?处取一极小的位移?Δx?,在?Δx?内运动的时间为?Δt?,速度的变化量为?Δv?,动能变化量为?ΔE?k?。则下列关系式中正确的是:?( )?
  A?Δv=-kxΔt/m? B?kxvt=m(v?2?0-v?2)/2?
  C?kxΔx=-mvΔv? D?kxvΔt=-ΔE?k?
  解析:对物体?m?给出的条件是,由初速度?v???0?开始在弹簧弹力这个与位移大小成正比的阻力作用下,经过?t?时间后发生位移为?x?,此时获得速度为?v?。在这一时刻(或状态下)继续分析其在极短时间?Δt?内的运动情况:发生位移?Δx?,速度变化了?Δv?,动能变化了?ΔE?k?。由于发生的位移?Δx?极小,在给出的?Δt?时间内物体的运动可视作恒力?F=-kx?作用下的匀减速运动。
  选项A,应用动量定理,考虑?ΔP=mΔv=FΔt=-kxΔt?,有?Δv=-kxΔt/m?成立。
  选项B,关系左侧公式的物理意义是,滑块在大小为?kx?的力作用下以速度?v?匀速运动时间?t?所发生的位移?vt?所做的功,与物体变力、变速的实际运动不符,没有与这个给定过程的动能变化相等的左侧公式成立。B选项不正确。
  选项C,?kxΔx?表示力?kx?在?Δx?位移内所做的功,由于?Δx?的微小,在这段位移内?kx?可视作不变,为恒力。设这段运动开始、结束对应的速度分别为?v???1?、?v???2?,对这一过程应用动能定理:-?kxΔx?=?12mv?2?2-12mv?2?1=12m(v?2-v?1)(v?2+v?1)?。
  代入?v?2-v?1=Δv?,?v?2+v?1≈2v?,-?kxΔx=12mΔv×2v=??mvΔv?。
  也有?kxΔx=kxvΔt=kxΔt×v?,应用动量定理,?-kxΔt=mΔv?,
  得?kxΔx=kxΔt×v=-mΔv×v=-mvΔv?。也可得出选项C正确的结果。
  选项D,有处理选项C的经历:?-kxvΔt=-kxΔx=ΔE?k?。其正确是显然的。
  小结:物理量之间关系的确定,需要通过对物理规律的应用来实现。正确应用规律需要对规律适用对象、成立的条件、注意的方面、应用的环节与方法有系统、完整的掌握。
  责任编辑 李婷婷?

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