高中物理教学论文高三物理一轮复习难点—要读物理的“形同质异”试题重组

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用心爱心专心130oABCm图6NABFθ试题几乎是“相同”或“相似”的,但仔细审题发现是完全不同的试题。审题不认真盲目地用相同解题方法解题。1.“定结”与“活结”例1.如图1所示,长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B,绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为12N的物体,平衡时,问:①绳中的张力T为多少?②A点向上移动少许,重新平衡后,绳与水平面夹角,绳中张力如何变化?分析与解:分析轻质挂钩的受力如图2所示,由平衡条件可知,T1、T2合力与G等大反向,且T1=T2,所以T1sin+T2sin=T3=G即T1=T2=sin2G,而AO.cos+BO.cos=CD,所以cos=0.8,sin=0.6,T1=T2=10N.同样分析可知:A点向上移动少许,重新平衡后,绳与水平面夹角,绳中张力均保持不变。例2.如图3所示,AO、BO和CO三根绳子能承受的最大拉力相等,O为结点,OB与竖直方向夹角为θ,悬挂物质量为m。求:○1OA、OB、OC三根绳子拉力的大小。②A点向上移动少许,重新平衡后,绳中张力如何变化?分析与解:分析结点O的受力如图4所示,由平衡条件可知,T1、T2合力与G等大反向,但T1不等于T2,所以1=T2sin,G=T2cos但A点向上移动少许,重新平衡后,绳OA、OB的张力均要变小。如果说绳的张力仍不变就错了。评析:例1中因为是在绳中挂一个轻质挂钩,结点是可以移动的,所以整个绳子处处张力相同。而在例2中,OA、OB、OC分别为三根不同的绳,所以三根绳子的张力是不相同的。同学在求解三绳相交问题时一定要注意到“死结”与“活结”这一本质的区别。2.“定杆”与“动杆”例1.如图5所示,质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上的O点,轻杆OB可绕B点转动,求细绳OA中张力T大小和轻杆OB受力N大小。分析与解:由于悬挂物体质量为m,绳OC拉力大小是mg,将重力沿杆和OA方向分解,可求得:cotsin/mgNmgT;.例2.如图6所示,水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有小滑轮B,一轻绳一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物,,则滑轮受到绳子作用力为()A.50NB.C.100ND.分析与解:由于杆AB不可转动,是死杆,杆所受弹力的方向不沿杆AB方向。由于B点处是滑轮,它只是改变绳中力的方向,并未改变力的大小,滑轮两侧绳上拉力大小均是100N,夹角为,故而滑轮受绳子作用力即是其合力,大小为100N,正确答案是C而不是D.评析:例1中轻杆OB可绕B点转动,是“活杆”,它产生的弹力一定沿着杆的方向;而例2中水平横梁一端A插在墙壁内,是“死杆”,它产生的弹力方向不一定沿着杆的方向。同学们在分析杆的弹力时一定要弄清是“活杆”还是“死杆”,否则就要出错。3.“缓慢”与“匀速”例1.如图9所示,物体A和B质量均为m,且分别与轻绳连结跨过光滑轻质定滑轮,当用力F拉B沿水平面向左“缓慢”运动过程中,绳对A的拉力的大小是()A.大于mgB.总等于mgC.一定小于mgD.以上三项都不正确OBAC图3图2T3=GT1T2αα图4T1T2θGGA图1Bαα用心爱心专心2分析与解:当用力F拉B沿水平面向左“缓慢”运动过程中,A物体时时处于平衡状态,所以绳对A的拉力的大小总等于mg,即B选项正确。例2.如图9所示,物体A和B质量均为m,且分别与轻绳连结跨过光滑轻质定滑轮,当用力F拉B沿水平面向左“匀速”运动过程中,绳对A的拉力的大小是()A.大于mgB.总等于mgC.一定小于mgD.以上三项都不正确分析与解:当用力F拉B沿水平面向左“匀速”运动过程中,A物体要做加速运动,所以绳对A的拉力大于mg,即A选项正确。评析:“缓慢”相当于时时可以把物体看成静止状态,所以A物体时时都可看作静止;“匀速”运动的B将带着A做加速运动(vA=vBcosθ)。同学们在分析求解某些问题时一定要注意“缓慢”与“匀速”区别。4.“重绳”与“轻绳”例1.甲、乙两队进行拔河比赛,结果甲队获胜,则比赛过程中()A.甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力B.甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力C.甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等,方向相反D.甲、乙两队拉绳子的力大小相等,方向相反分析与解:以两队及绳子为整体进行研究,水平方向外力就是地面分别对甲、乙两队的摩擦力,由题知甲队获胜,一定是地面对甲队的摩擦力大于地面对乙队的摩擦力,故B对C错。以绳子为研究对象,甲队胜,一定是甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力,他们并不是作用力和反作用力,则A对D错,故正确答案为A、B。例2.甲、乙两队进行拔河比赛,结果甲队获胜,已知所用的绳为轻绳,则比赛过程中()A.甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力B.甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力C.甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等,方向相反D.甲、乙两队拉绳子的力大小相等,方向相反分析与解:则正确答案为B、D。因为对于“轻绳”由于绳的质量不计,所以不论轻绳做何种运动,轻绳各处的张力大小都相等。评析:对于“轻绳”由于绳的质量不计,所以不论轻绳做何种运动,轻绳各处的张力大小都相等;而“重绳”由于必须考虑质量,因此做加速运动的重绳各处张力的大小是不相同的。同学们在解答物理题定要注意到这一区别。5.“重盘”与“轻盘”例1.如图10所示,一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计,盘内放一个物体P处于静止,P的质量m=12kg,弹簧的劲度系数k=300N/m。现在给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速直线运动,已知在t=0.2s内F是变力,在0.2s以后F是恒力,g=10m/s2,则F的最小值是,F的最大值是。分析与解:本题是“轻盘”模型问题。因为在t=0.2s内F是变力,在t=0.2s以后F是恒力,所以在t=0.2s时,P离开秤盘。此时P受到盘的支持力为零,由于盘和弹簧的质量都不计,所以此时弹簧处于原长。在0_____0.2s这段时间内P向上运动的距离:x=mg/k=0.4m因为221atx,所以P在这段时间的加速度22/202smtxa当P开始运动时拉力最小,此时对物体P有N-mg+Fmin=ma,又因此时N=mg,所以有Fmin=ma=240N.当P与盘分离时拉力F最大,Fmax=m(a+g)=360N.例2.一弹簧秤的秤盘质量m1=1.5kg,盘内放一质量为m2=10.5kg的物体P,弹簧质量不计,其劲度系数为k=800N/m,系统处于静止状态,如图11所示。现给P施加一个竖直向上的力F,使P从静止开始向上做匀加速直线运动,已知在最初0.2s内F是变化的,在0.2s后是恒定的,求F的最大值和最小值各是多少?(g=10m/s2)分析与解:本题是“重盘”模型问题。因为在t=0.2s内F是变力,在t=0.2s以后F是恒力,所以在t=0.2s时,P离开秤盘。此时P受到盘的支持力为零,由于盘的质量m1=1.5kg,所以此时F图10F图11用心爱心专心3弹簧不能处于原长,这与例11“轻盘”不同。设在0_____0.2s这段时间内P向上运动的距离为x,对物体P据牛顿第二定律可得:F+N-m2g=m2a对于盘和物体P整体应用牛顿第二定律可得:ammgmmxkgmmkF)()()(212121令N=0,并由述二式求得kamgmx12,而221atx,所以求得a=6m/s2.当P开始运动时拉力最小,此时对盘和物体P整体有Fmin=(m1+m2)a=72N.当P与盘分离时拉力F最大,Fmax=m2(a+g)=168N.评析:“重盘”的质量是不能忽略的,因此当“重盘”做加速运动时,所受的合外力一定不为零;而“轻盘”的质量是可以忽略的,因此当“轻盘”做加速运动时,所受的合外力一定为零。弄清了这一区别,在求解相关问题时就不会出错。6.“减速”与“加速”例1.将一个粉笔头轻放在v0=2m/s的恒定速度运动的水平传送带上后,传送带上留下一条长度为4m的划线;若使该传送带改做匀减速运动(加速度的大小为a=1.5m/s2),并且在传送带开始做匀减速运动的同时,将另一支粉笔头放在传送带上,该粉笔头在传送带上能留下一条多长的划线?(g取10m/s2)分析与解:设粉笔头与传送带间的动摩擦因数为μ,则粉笔头在传送带上运动的加速度为a0=μg,因将一个粉笔头轻放在2m/s的恒定速度运动的水平传送带上后,传送带上留下一条长度为4m的划线,设经过时间为t0,所以有mtatv42120000,000tav解得a0=0.5m/s2当传送带改做匀减速运动时将另一支粉笔头放在传送带上,粉笔头将先做加速度为a0的加速运动,然后做加速度为a0的减速运动,最后静止。运动过程的速度图象如图12所示。由图可得:10101atvtav解得t1=1s,v1=0.5m/s此过程粉笔头相对于传送带向后划线长为:mtvl12101经过savt3402后传送带停止运动,设在t3时刻粉笔头停止运动,则savtt2113,此过程粉笔头相对于传送带向前划线长为:mttvl17.0)(22312综上所述,粉笔头在传送带上能留下一条l1=1m长的划线.例2.(全国高考理综试题)一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速度达到v0后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。分析与解:根据“传送带上有黑色痕迹”可知,煤块与传送带之间发生了相对滑动,煤块的加速度a小于传送带的加速度a0。根据牛顿定律,可得a=μg设经历时间t,传送带由静止开始加速到速度等于v0,煤块则由静止加速到v,有v0=a0tv=attvv00v1t1t2t3图12传送带粉笔头用心爱心专心4hABhOV2AhOV2BhV2DhV2C图15图14ABCD由于aa0,故vv0,煤块继续受到滑动摩擦力的作用。再经过时间t',煤块的速度由v增加到v0,有v0=v+at'郝双制作此后,煤块与传送带运动速度相同,相对于传送带不再滑动,不再产生新的痕迹,过程的速度图象如图13所示。设在煤块的速度从0增加到v0的整个过程中,传送带和煤块移动的距离分别为s0和s,有s0=12a0t2+v0t's=v022a传送带上留下的黑色痕迹的长度l=s0-s由以上各式得l=v02(a0-μg)2μa0g评析:从上述二例可看出,不论传送带做减速运动还是做加速运动,在传送带上的物体都可能相对它做加速运动或减速运动。求解这类问题若利用速度图象来辅助解题,则可使物体的运动过程清楚明了。特别是例1中粉笔头相对于传送带既有向前运动的过程,又有向后运动的过程,在求划线长度时要注意比较向前划线的长度和向后划线的长度,否则就易出错。7.“小球”与“小环”例1.如图14所示,一个小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动.小环从最高点A滑到最低点B的过程中,小环线速度大小的平方2v随下落高度h变化的图象可能是下列四个图中的()分析与解:因小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动在A点速度0Av,根据机械能守恒定律可得:222121Amvmghmv所以小环从最高点A滑到最低点B的过程中,小环线速度大小的平方2v随下落高度h变化的图象可能是A、B.例2..如图15所示,一个小球沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动。小球从最高点A滑到最低点B的过程中,小球线速度大小的平方V2随下落高度h的变化的图象可能是下列四个图中的:分析与解:因小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动在A点速度gRvA,根据机械能守恒定律可得:222121Amvmghmv所以小环从最高点A滑到最低点B的过程中,小环线速度大小的平方2v随下落高度h变化的图象可能是A.评析:求解在竖直面内的圆周运动问题,关键要正确分析物体的受力情况和运动情况。特别是注意弹力的方向是单方向的还是双方向的,

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