高中物理競賽典型例題精講——雨天列車行駛功率變化

2021-01-20 物理競賽指導

04-04-10_雨天列車行駛功率變化

本期高中物理競賽試題,我們再繼續研究一下功率的計算方法和過程,本期小編找到的題目主要從動量定理的角度上來研究功率的計算方法,其實從同學們從公式的角度上考慮一下,也能夠想明白動量定理如何與功率結合考查,首先通過動量定理能夠計算一個過程的末狀態的動量大小,這個過程其實也就得到了末狀態的速度大小,如果題目中還能夠計算出來末狀態的外力情況,那通過力與速度乘積的計算方法就能夠得到末狀態時的瞬時功率,但同時也會發現,如果題目中應該的不是動量守恆定律,而是動量定理,此時可以通過動量定理計算出一個過程中外力的衝量的變化,然後進一步通過小量分析或相關的化簡方法,一般都能夠得到外力的變化,然後再通過題目計算出速度的大小,仍舊能夠計算出瞬時功率的變化,上述這些都是從公式的角度上來分析的,其實真實的題目考查過程也與上面公式的猜想差不多,只是是不是容易計算出需要的物理量的過程了,本期題目就屬於上面是兩種類型之一,具體哪一種小編先不透漏了,同學們在理解了上面的內容後,可以自己閱讀一下題目,拿出筆來做一做看看,就應該能夠明白這個題目蘊含的解題方法了。

就這個題目的解題步驟而言,這個題目並沒有十分複雜,在解題過程中,應用到的知識點也比較固定,唯一考查的就是同學們能不能理解這個題目,然後準確的通過題目列出方程了,只要能夠順利完成上面的內容,相信這個題目解決起來並不費勁。

高中物理競賽典型例題與解題步驟

列車以速度 v=72km/h 沿水平路段行駛,為使列車在下大雨時也以同樣的速度行駛,問火車頭髮出的功率應該變化多少(假設單位時間內落在列車上的雨水質量為 m1 = 100 kg/s ,雨下落後順著車廂壁流下,下雨時摩擦力的變化忽略不計)。

高中物理競賽典型例題解題方法與思路

看完本期題目的解題步驟後,同學們都應該能夠理解這個題目了吧,就這個題目的解題步驟而言,這個題目僅僅只有一個方程,並且這個動量定理的方程其實從這個題目的題幹中並不是非常難於入手,小編相信應該有不少的同學都能夠比較順利的列出這個方程,並通過方程計算出發動機輸出的牽引力的變化大小,就這個題目而言,這個步驟無疑是這個題目的解題關鍵所在了,在前面關於動量定理的題目中,小編已經說明了類似的題目如何列出方程,並求解外力大小的方法,而這個題目中所涉及的過程並不是動量定理中比較複雜的過程,題幹還有非常明確的提示,同學們在認真分析下應該可以列出方程。

關於這個題目的其它內容小編並不想過多介紹了,其實從最近的幾期內容中,同學們也可以發現,從公式的角度上說,功率的計算方法其實就只有兩種,一種是利用功和時間求解功率,也就是利用功率的計算公式,這樣的方法必定要與功有關係,當然了,後面的過程相信同學們都應該明白,涉及到功,就要涉及能量,涉及能量就要涉及機械能守恆或能量轉化,如果這一個方程不夠,可能還要涉及動量定理等等,這其實就是第一類解題方法。另一種就是通過外力和速度計算功率,看到外力就能夠想到牛頓第二定律或動量定理,看到速度就應該能夠想到運動學的計算方法,這類題目其實能夠考查的面還是挺廣的,需要同學們各方面的綜合知識應用。

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