物理競賽典型例題精講——動滑輪帶動物體水平運動

2021-01-07 物理競賽指導

03-01-16_動滑輪帶動物體水平運動

本期高中物理競賽試題,我們共同來研究一下力與運動關係的問題,在物理學中只要是提到力與運動的關係,相信所有人的想法都是相同的,一定能夠立即考慮到牛頓三定律,這是研究力與運動關係的基礎內容,此部分內容在物理學中統稱為動力學問題,本期內容我們就通過研究一個輕繩帶動下的多體運動問題,來通過實際的例子探討一下牛頓第二定律在慣性系下連動問題的研究方法和思路。由於本期題目所利用的場景在題目中常常出現,因此同學們對於這個場景的設計應該說是並不陌生,也有很多很成熟的方法和思路,但是本期的這個物理競賽題,恰恰就在同學們最為熟悉的地方下了功夫,完全反套路了日常常見的題目類型,使這個簡單的題目做起來還是比較有意思的,在這裡小編就只想提示同學們一點:解題過程中的每一個結論都要認真分析哦。

好了,就說到這裡吧,其實這個題目沒有過多的考查重點,其實在很多動力學的物理競賽題目中,考查重點幾乎都是牛頓第二定律和受力分析,這兩個其實已經算不上這類問題的考點了,太過於平常和普遍了。

高中物理競賽典型題與解題步驟

有三個完全相同的立方體,如圖1所示放置,已知立方體的邊長為L=0.3,立方體之間的摩擦因數u1為0.2,立方體底面與桌面之間的摩擦因數u2=0.6,當整個系統從靜止開始運動,試問多長時間後,上面立方體和下面的立方體分離。

高中物理競賽題解題方法與思路

相信同學們對於這個題目一定能夠有思路,但是真的最後答案作對了嗎?是不是看完小編給出的答案後覺得這個題目其實挺簡單的嘛,不就是一個分析加速度嘛,其實這個題目也就僅僅剩下了一個分析加速度了,但是就這一個簡單的考點,同學們都注意到了嗎?好了,不再多說了,還是回到題目中去,研究一下這個題目的考查重點難點吧。首先對於這樣的一個系統,三個立方體都是如何運動的一定要有一個清醒的認識,當然在一開始做題時,由於題目中並沒有非常明確的說明三個立方體的運動狀態,因此關於三個立方體的運動狀態的問題都可以假設,但是假設要合情合理,這裡小編就假設了一種最為複雜的運動狀態,即三個物體都做勻加速直線運動,這樣的假設會直接產生三個未知量,這就需要完整的三個方程才有可能解出來,最終通過計算得到加速度後還要注意,做出來的加速度是不是符合實際,如果不符合實際要分析原因。

這就是第二個考查重點了,得出的每一個結論都要十分仔細地分析其合理性,一定要注意,例如在這個題目中,由於下面地重物2受到的外力就只有拉力,因此產生的加速度必定要與拉力方向相同,當然至少為零,但絕對不能是負數,說到這裡,有些同學一定會說,摩擦力也屬於物體2受到的外力,這個說法並沒有錯誤,但是摩擦力這個外力在這個題目中並不是主動力,並不能主動帶動物體運動,也就是說物體加速度方向用於不可能沿著摩擦力的方向的。對於這個題目,真的就出現了這樣的情況,在第一種假設下,通過受力分析和計算,最終得到的重物三的加速度居然是向上的,這說明了什麼,只能說明一個重物是不動的,那誰是哪個不動的呢,通過受力分析,只能是下方的重物是不動的,因此對於整個題目的解題思路而言,到這裡其實才算是真正的開始,因為到這裡為止,同學們才能真正弄明白三個重物都是如何運動的,可以說,這個位置就是題目設計的第一個坎,能過得同學都能作對,發現不了的同學,還需要磨練一下自己啊。

後面的步驟都非常常規,計算加速度,通過運動方程得出運動時間,這些步驟小編相信同學們都研究物理競賽了,這樣的題目一定不用小編進一步說明了吧。

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