物理思想方法回放(二)

能力提升板块物理思想方法回放(二)一、假设法在力的判断中的应用假设法是先假定某些条件，再进行推理，若结果与题设现象一致则假设成立，反之则假设不成立．求解物理试题常用的有假设物理情景，假设物理过程，假设物理量等，利用假设法处理某些物理问题，往往能突破思维障碍，找出新的解题途径．在分析弹力或摩擦力的有无及方向时，常利用该法．例1如图1所示，A、B、C三个物体叠放在一起，同时有大小为1N的两个水平力分别作用于A、B两物体上，A、B、C三个物体仍处于平衡状态，则()A．A物体对B物体的摩擦力为1NB．地面对A物体的摩擦力为零C．B物体对C物体的摩擦力为零D．C物体对B物体的摩擦力为1N图1F′解析我们从受力最简单的物体C入手．假设B物体对C物体有摩擦力作用，则C物体在水平方向只受这一个力作用，不可能平衡，与题设C物体处于平衡状态矛盾，故B、C间不存在摩擦力．对于B，受到一个水平向右的作用力F＝1N，且处于平衡状态，故A必施加给B一个水平向左的静摩擦力FfAB，且FfAB＝F＝1N．同时，B也施加给A一个水平向右的静摩擦力FfBA＝1N，与A物体受到的水平向左的作用力F′＝1N大小相等，方向相反，可以使A物体平衡，故A相对地面没有运动趋势，地面对A不存在摩擦力．本题正确选项为A、B、C.答案ABC例2如图2所示的皮带传动装置中，O1是主动轮，O2是从动轮，a、b分别是皮带上与两轮接触的点，c、d分别是两轮边缘与皮带接触的点(为清楚起见，图中将两轮与皮带画得略为分开，而实际上皮带与两轮是紧密接触的)．当O1顺时针启动时，若皮带与两轮间不打滑，则a、b、c、d各点所受静摩擦力的方向分别是()A．向上，向下，向下，向上B．向下，向上，向上，向下C．向上，向上，向下，向下D．向下，向下，向上，向上图2解析假设主动轮O1与皮带间光滑接触无摩擦力作用，则当O1顺时针启动时，O1与皮带间将会打滑，此时c点将相对于a点向上运动．实际上，O1与皮带间没有打滑，可见c点相对于a点有向上运动的趋势，反之，a点相对于c点有向下运动的趋势．根据静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，可知c、a两点受到的静摩擦力Ffc、Ffa的方向分别是向下、向上．同样可知b、d两点受到的静摩擦力Ffb、Ffd的方向分别是向上、向下．故选项C正确．答案C二、整体、隔离法在受力分析中的应用物理习题中，所涉及的往往不只是一个单独的物体、一个孤立的过程或一个单一的题给条件．这时，可以把所涉及到的多个物体、多个过程、多个未知量作为一个整体来考虑，这种以整体为研究对象的解题方法称为整体法；而把整体的某一部分(如其中的一个物体或者是一个过程)单独从整体中抽取出来进行分析研究的方法，则称为隔离法．1．隔离分析法是把选定的研究对象从所在的物理情景中抽取出来，加以研究分析的一种方法．需要用隔离法分析的问题，往往都有多个研究对象，应对它们逐一隔离分析、列式，并且还要找出这些隔离体之间的联系，从而联立求解，概括其要领就是：先隔离分析，后联立求解．运用隔离法解题的步骤：(1)分析题意，选定隔离对象．(2)对隔离的对象逐一分析背景条件和状态变化，并根据物理规律列出已知量与未知量间的关系．(3)分析描述各物体状态的参量间的关系,使诸关系式联立．(4)解联立方程，求出待求量．2.整体分析法是把一个物体系统(内含多个物体)看成一个整体或者是着眼于物体运动的全过程，而不考虑各阶段不同运动情况的一种分析方法．运用整体法解题的基本步骤：(1)明确研究的系统或运动的全过程；(2)画出系统的受力分析图和运动全过程的示意图；(3)寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解．例3完全相同的直角三角形滑块A、B，按如图3所示叠放，设A、B接触的斜面光滑，A与桌面间的动摩擦因数为μ，现在B上作用一水平推力F，恰好使A、B一起在桌面上匀速运动，且A、B保持相对静止，则A与桌面间的动摩擦因数μ与斜面倾角θ的关系()A．μ＝tanθB．μ＝12tanθC．μ＝2tanθD．μ与θ无关图3解析利用整体法对A、B受力分析如图甲则F＝Ff＝2μmg①对物体B受力分析如图乙则Fcosθ＝mgsinθ②由①②得μ＝12tanθ，故选B.答案B例4如图4所示，在光滑的水平面上有甲、乙两个木块，质量分别为m1和m2，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，现用一水平力F向左推木块乙，当两木块一起匀加速运动时，两木块之间的距离是()A．L＋Fm2(m1＋m2)kB．L－Fm1(m1＋m2)kC．L－Fm1m2kD．L＋Fm2m1k图4解析由于两木块的加速度相同，所以可以用先整体(如图甲所示)后隔离的方法，对于整体受力分析，重力和支持力抵消，合外力就是外力F，所以整体的加速度a＝Fm1＋m2①隔离甲如图乙所示，甲受到的合外力等于Fˊ＝m1a②由胡克定律Fˊ＝k△x③由①②③得△x＝Fm1(m1＋m2)k所以两木块之间的距离是L－Fm1(m1＋m2)k.答案B甲乙三、图解法在力的动态平衡中的应用图解法是依据题意作出图形来确定正确答案的方法．它既简单明了、又形象直观，用于定性分析某些物理问题时，可得到事半功倍的效果．特别是在解决物体受三个力（其中一个力大小、方向不变，另一个力方向不变）的平衡问题时，常应用此法．例5如图5所示，AB为天花板，BC为竖直墙，用两轻绳OD、OE系一质量为m的小球，使之静止于O点，现保持小球位置不变，将水平绳OE绳的E端沿BC上移到B点的过程中，对两绳子的张力FTD、FTE的变化情况的判断，正确的是()A．FTD不断增大B．FTD不断减小C．FTE先增大后减小D．FTE先减小后增大图5解析由于小球重力G不变，可知绳OD和OE的拉力的合力不变，而OD绳固定不动，即OD绳的拉力方向不变，OE绳移动时，由图可知FTD不断减小，FTE先减小后增大，故选B、D.答案BD例6用细绳AO、BO悬挂一重物，绳BO水平，O为半圆形支架的圆心，悬点A和B在支架上，悬点A固定不动，将悬点B从图6所示位置逐渐移到C点的过程中，分析OA绳和OB绳的拉力变化情况．图6解析依据题意可知，B点沿圆弧BC由B移到C的过程中，虽然绳BO对O点的拉力FTB、AO对O点的拉力FTA都发生变化，但两个拉力的合力F却保持不变(物体在三个力的作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力的大小相等，方向相反，即F＝G)．根据题意作出FA、FB及其合力F的矢量三角形，如图所示．把悬点从B点沿圆弧BC向C点移动时，BO与竖直方向的夹角θ逐渐减小．随着θ角的减小，作出的三角形依次为①、②、③、④.根据三角形的边角关系可知，在悬点由B点沿圆弧BC向C点移动的过程中，绳BO对O点的拉力FTB先减小后增大，绳AO对O点的拉力FTA逐渐减小．答案OA绳拉力逐渐减小，OB绳拉力先减小后增大返回