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        高中物理解題中分類思想的應(yīng)用

        2021-12-22 08:01:48任東超
        數(shù)理化解題研究 2021年36期
        關(guān)鍵詞:高中物理分類解題

        任東超

        (安徽省濉溪縣孫疃中學(xué) 235100)

        解答高中物理習(xí)題時(shí)當(dāng)對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)情境不明確,相關(guān)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)不確定時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行分類分析,以確保考慮問(wèn)題的全面性,提高物理習(xí)題的解題正確率.

        一、分類思想解答受力分析問(wèn)題

        例1如圖1所示,一質(zhì)量為2m帶“V”型槽的物體B,其中θ=60°放在水平桌面上,其與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.將一質(zhì)量為m的光滑圓柱體A放在物體B上.質(zhì)量為M的物體C用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線跨過(guò)光滑定滑輪和B相連.忽略定滑輪質(zhì)量,右側(cè)細(xì)線水平左側(cè)細(xì)線豎直,重力加速度為g.現(xiàn)將整個(gè)裝置由靜止釋放,則( ).

        A.若M=3m,則A、B不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)

        B.若M=3m,則A、C共同加速度為g/2

        C.若M=8m,則A、B剛好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)

        D.若M=8m,則A受到兩個(gè)力的作用

        應(yīng)用點(diǎn)評(píng)通過(guò)假設(shè)物體B豎直部分對(duì)A的支持力為零找到發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界點(diǎn),以此為依據(jù)結(jié)合給出的選項(xiàng)進(jìn)行分類討論.

        二、分類思想解答圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題

        例2如圖2所示,將一內(nèi)壁光滑半徑為R的軌道固定在地面上,內(nèi)側(cè)底部靜止一光滑小球.某一刻給小球一水平初速度v0,若v0的大小不同,則小球上升到的最大高度也不同,則以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ).

        應(yīng)用點(diǎn)評(píng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的情況有個(gè)大致的判斷,確定物體運(yùn)動(dòng)突變的位置,從能量的觀點(diǎn)進(jìn)行分類分析,可降低計(jì)算的繁瑣度.

        三、分類思想解答電場(chǎng)類問(wèn)題

        例3如圖3所示,一帶正電的物體在電場(chǎng)中沿著絕緣天棚做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體和天棚平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,電場(chǎng)方向和水平方向成θ角.若從t=0時(shí)刻,電場(chǎng)強(qiáng)度從E0均勻增大.物體所受的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力向等,若電場(chǎng)空間和天棚平面足夠大,則( ).

        A.t=0之前,物體可能向左也可能向右運(yùn)動(dòng)

        B.t=0之前,物體受到的摩擦力可能為零

        C.t=0之后,物體做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),直到停止

        D.t=0之后物體做減速運(yùn)動(dòng),最后掉下來(lái)

        應(yīng)用點(diǎn)評(píng)對(duì)電場(chǎng)力問(wèn)題進(jìn)行分類時(shí)不僅需要做好物體的受力分析,而且還需要運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí),把握相關(guān)參數(shù)的變化規(guī)律,以做出正確的判斷.

        四、分類思想解答粒子運(yùn)動(dòng)問(wèn)題

        例4如圖4所示,圓心O,半徑為r的圓形區(qū)域外存在垂直紙面向外大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).P為圓外一點(diǎn),OP=3r,一質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子,從點(diǎn)P向紙面內(nèi)沿著PO成θ=60°角的方向射出,忽略粒子重力.若要求粒子不能進(jìn)入圓形區(qū)域,則其運(yùn)動(dòng)速度可能為( ).

        粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)由洛倫茲力提供向心力,可知qvB=mv2/R,v=qBR/m.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可能和圓形區(qū)域外切也可能內(nèi)切.當(dāng)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和圓形區(qū)域外切時(shí),如圖5(a)所示:

        應(yīng)用點(diǎn)評(píng)解答粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題應(yīng)考慮所有滿足題意的可能,對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡進(jìn)行分類,運(yùn)用幾何知識(shí)進(jìn)行作答.

        分類思想在高中物理解題中有著廣泛的應(yīng)用,其對(duì)學(xué)生的分析能力要求較高,因此教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)注重分類思想理論的講解,為學(xué)生做好分類思想學(xué)習(xí)的示范,并做好應(yīng)用的點(diǎn)評(píng),使學(xué)生更好的把握分類思想的應(yīng)用關(guān)鍵,促進(jìn)其解題能力的進(jìn)一步提升.

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