高中物理动态问题分类解析.doc

高中物理动态问题分类解析高中物理学中的动态问题,涉及到的物理量较多,各个物理量相互关联,彼此影响,物理过程复杂多变又相互牵连。学生在分析此类问题时往往感觉理不出头绪, 大有顾此失彼之感,成为学习的难点。此类问题能很好地考查学生对知识掌握的全面程度及逻辑推理能力, 因此在历年高考中, 出现频率较高。下面结合典型例题, 对高中阶段常见的 6 种类型的动态问题作出归类分析和总结。 1、共点力平衡中的动态平衡问题例 的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间,如图 1 所示。若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该过程中,斜面和挡板对小球的弹力 1F 、2F 的大小各如何变化? 1F F 2G图1 F 1F 2G图2 解析: 由于挡板是缓慢转动的, 可以认为每个时刻小球都处于静止状态, 因此所受合力为零。应用三角形定则, G、1F 、2F 三个矢量应组成封闭的三角形,其中 G 的大小、方向始终保持不变; 1F 的方向不变; 2F 的起点在 G 的终点处,而终点必须在 1F 所在的直线上, 由图 2 可知, 挡板逆时针转动 900 过程中,2F 矢量也逆时针转动 900 , 因此 1F 逐渐变小,2F 先变小后变大。(当 2F? 1F ,即挡板与斜面垂直时, 2F 最小) 总结: 力的图解法是解决动态平衡类问题的常用分析方法。应用的关键是画好力的矢量三角形。这种方法的优点是形象直观。针对练习:( 2012 )如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为 1N ,球对木板的压力大小为 2N 。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴, 将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中( ) 始终减小, 2N 始终增大 始终减小, 2N 始终减小 先增大后减小, 2N 始终减小 先增大后减小, 2N 先减小后增大 O TFBAG /T 图3 例 2. 如图 3 所示, 整个装置静止时, 绳与竖直方向的夹角为 300 。 AB 连线与 OB 垂直。若使带电小球 A 的电荷量加倍,带电小球 B 重新稳定时绳的拉力为多大? 解析: 小球 A 电荷量加倍后,球 B 仍受重力 G 、绳的拉力 T 、库仑力 F ,但 3 个力的方向已不再具有特殊的几何关系。若用正交分解法, 设角度, 列关系式, 很难得到结果。此时应改变思路, 并比较两个平衡状态之间有无必然联系。于是变正交分解为力的合成, 注意观察不难发现, AOB 与 FBT '围成的三角形相似,则有 T OB G AO ?。说明系统处于不同的平衡状态时, 拉力 T 大小不变。由球 A 电荷量未加倍时这一特殊状态可以得到 T=Gcos300 。球A 电荷量加倍平衡后,绳的拉力仍是 Gcos300 。总结: 相似三角形法是解决平衡问题常用的一种方法。当处于平衡或动态平衡的物体所受 3 个力均受到某一几何约束时, 每个力的方向必与某一特定的方向相同, 则力的三角形必与某一几何三角形相似, 其对应边成比例。正确的受力分析, 画出力的三角形并寻找与其相似的几何三角形便成为解题的关键。 2、机车加速过程的动态分析机车的两种加速问题: ⑴恒定功率的加速。由公式 Fv P?和 ma fF??知( 其中 f 为阻力), 由于 P 恒定, 随着 v 的增大, F