[摘要]物理習(xí)題中有多些題的題設(shè)條件發(fā)生變化,題的結(jié)果卻是不變的,這就需要我們理清思路、拔開迷霧,抓住關(guān)鍵巧妙解題。本文舉例說明了在物理習(xí)題中,如何突破思維障礙,靈活解決問題。
[關(guān)鍵詞]物理教學(xué) 思維障礙 問題解決
物理習(xí)題中有多些題的題設(shè)條件發(fā)生變化,題的結(jié)果卻是不變的,這就需要我們理清思路、拔開迷霧,抓住關(guān)鍵巧妙解題。
例1.如圖所示,質(zhì)量分別為m1、m2的物件用細(xì)繩相連接,
放在傾角為θ斜面上用平行于斜面的力F拉拉兩個物體一起向上加速運動,斜面粗糙時中間繩的拉張力為F1,斜面光滑時中間繩的拉力為F2,則F1與F2的大小關(guān)系()
A、F1=F2B、F1>F2
C、F1<F2D、條件不足無法判斷
解析:先對整體應(yīng)用牛頓第二定律有F-(m1+m2)gsinθ-μ(m1+m2)gcosθ=(m1+m2)a①
再對m2應(yīng)用牛頓第二定律,有FT-m2gsinθ-μm2gcosθ=M2a②
聯(lián)立①②得,F(xiàn)T=F
從表達(dá)式看出,中間繩的張力與斜面傾角θ和物體與斜面間的摩擦因數(shù)μ無關(guān),故選A
本題結(jié)論可以推廣到水平面(θ=0)和豎直面(θ=90)的情況,拉力F使兩個物體沿F方向加速運動時,中間繩的張力均為F=
例2.如圖示一個物體從高為h的斜面頂端P由靜止開始下滑,然后又在水平面上滑行一段距離后停在Q點,已知物體與接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ、PQ之間的水平距離為S,現(xiàn)在保持高度不變,改變斜面傾角,再把該物體放在P點自由下滑,那么()
A.它仍然停在Q點B.它停在Q點左側(cè)
C.它停在Q點右側(cè)D.條件不足無法確定
解析:設(shè)斜面長度為S1,物體在水平方向上滑行的距離為S2,斜面傾角為θ,由動能定理得
mgh-μmgcosθs1-μmgS2=0
而S1COSθ+S2=S故S=A對
結(jié)論:物體在水平面和斜面上滑行時,雖然動摩擦因數(shù)相同但正壓力不同;斜面傾角改變后物體在水平面和斜面上的位移不同,但物體停下的位置相同,把握內(nèi)在聯(lián)系,體會變與不變以關(guān)系。
例3.如圖所示,從傾角為θ的足夠長的斜面頂端先后將同一個小球以不同的初速度水平拋出,第一次初速度為V1,球落在斜面上時速度方向與斜面的夾角為Φ1,第二次初速度為V2,球落在斜面上時速度方向與斜面的夾角為Φ2,若V1>V2則
A、Φ1>Φ2 B、Φ1<Φ2
C、Φ1=Φ2D、無法確定
解析:設(shè)平拋物體經(jīng)過一段時間到某位置時,其末速度與水平方向的夾角為α,位移與水平方向的夾角為β,則:
tamα=tanβ=tanα=2tamβ
兩次拋出的小球落到斜面上時,落點不同,位移大小速度都不同,但兩次位移與水平方向的夾角相同,即,β1=β2由上斜計算知α1=α2而速度方向與斜面的夾角Φ=α-β,故,兩次球落到斜面上時速度與斜面的夾角相同C對
上述物理問題都有一個共同的特點,都強調(diào)某種表面上的變化而經(jīng)過分析,取偽存真,我們揭示出它們的實質(zhì)是不變的。
(作者單位:甘肅臨澤一中)