《高中物理动态分析问题求解类析》.docVIP

高中物理动态分析问题求解类析 浙江省上虞市东关中学（312352）陈金苗 动态分析问题是考查学生分析、推理能力的重要题型，其问题可以涉及到力、电、热、光各部分知识，一直成为高考考查的热点内容。因此掌握分析这种问题的一般方法，在高三物理复习中有着举足轻重的地位。 动态分析问题在力、电、热、光各部分知识中表现出来的形式和分析方法不尽相同，本文就动态分析问题在这些知识中表现的形式谈一些分析的方法，供师生在此问题的复习时作一个较为系统的参考。 一、力学中的动态问题分析 1、变动中力的平衡问题的动态 分析 ①矢量三角形法 物体在三个不平行的共点力作用下平衡，这三个力必组成一首尾相接的三角形。 用这个三角形来分析力的变化和大小关系的方法叫矢量三角形法，它有着比平行四边形更简便的优点， 特别在处理变动中的三力问题时能直观的反映出力的变化过程。 例1、如图1a所 示，绳OA、OB等长，A点固定不动，将B 点沿圆弧向C点运动的过程中绳OB中的张力将[ ] A、由大变小； B、由小变大 C、先变小后变大 D、先变大后变小 解：如图1b，假设绳端在B点，此时Ｏ点受到三力作用平衡：T 、书的大小方向不断的变化（图中T、T T ......），但T的大小方向始终不变，T 的方向不变而大小改变，封闭三角形关系始终成立.不难看出； 当T与T垂直时，即a+=90时，T取最小值，因此，答案选C。 ②相似三角形法 物体在三个共点力的作用下平衡，已知条件中涉及的是边长问题，则由力组成的矢量三角形和由边长组成的几何三角形相似， 利用相似比可以迅速的解力的问题。 例2、如图2a所示，在半径为Ｒ的光滑半球面上高h处悬挂一定滑轮。重力为Ｇ的小球用绕过滑轮的绳子站在地面上的人拉住。 人拉动绳子，在与球面相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程中,试分析半球对小球的支持力和绳子拉力如何变化？ 分析与解：受一般平衡问题思维定势的影响，以为小球在移动过程中对半球的压力大小是变化的。对小球进行受力分析：球受重力Ｇ、球面对小球的支持力Ｎ和拉力Ｔ，如图2b所示：可以看到由Ｎ、Ｔ、G构成的力三角形和由边长L、R、h+R构成的几何三角形相似，从而利用相似比 Ｎ／Ｇ＝R／R+h，T／Ｇ＝L／R+h. 由于在拉动的过程中，R 、h不变，L减小，则Ｎ＝RＧ／R+h大小不变， 绳子的拉力T＝LＧ／R+h减小。 2、运动和力问题的动态分析 例3．如图所示，小球由高空自由落下，落在一竖直放置的轻弹簧上，球在a点与弹簧接触，在b点弹簧被压缩得最短，在球从a→b的过程中(不计空气阻力)下列说法正确的是A.小球的一直减少B.小球的减小C.先减后增D.小球 解：基本思路如下： ∴球受到重力G和弹力F 弹力F向上且由0 F= G FG F合先减后增，方向先下后上 a也先减后增，方向先下后上 a与V先同向再反向，∴V先增后减。转折点在F=G的位置，即a b之间某点，故选B、C。 3、机车启动问题的动态分析 机车启动的两种形式：以恒定功率启动和以匀加速启动,其分析流程图如下。 ①功率P恒定： ②匀加速启动: 例4、汽车保持恒定功率作直线运动，如果汽车受到的阻力恒定，则 A.汽车可能作匀速运动B.汽车可能作匀加速运动C.汽车可能作加速度减小的加速运动D.汽车可能作加速度增大的减速运动 ①可知，答案为A、C 二、热学中的动态问题分析 （1）假设法：一定质量的理想气体的三个状态参量P、V、T是相互关联的，当三个参量都发生变化时，为了便于分析，可先假设某个参量不变，看其他两个参量的变化关系，由此确定假设的参量是否变化、如何变化。这样处理，可起到突出矛盾、化繁为简的效果。 例5：如图4，两端封闭、水平放置的粗细均匀的玻璃管中，由水银将气体隔成了体积不同的左右两部分，V左V右，初温T左T右。当两部分气体升高同样的温度时，判断水银柱如何移动？ 解：先假设水银不动，即两边气体升温时作等容变化，由查理定律可推得气体压强的增量⊿P=P1⊿T/T1，由于初态时两边气体的压强P1相同，升高的温度⊿T相同，则初温低的压强增加多，所以水银向左边移动。 假设法还可以求解气体变质量的问题，如抽气、打气等题型，在此不再展开。 （2）极端分析法（合理外推法）：在不违背物理概念、规律的约束下，在题设的物理情景、条件的变化范围内，把某变化条件合理地外推到区间的两端，由物理概念和规律将矛盾迅速暴露出来，从而缩短分析的时间，提高判断的效率，避免繁琐的计算。但要注意两点：（1）在极值限定的区域内，两物理量之间具有单调的函数关系，即只适用于