2012成考高起點物理(牛頓定律)錯解分析(3)
來源:育路教育網發布時間:2012-08-27
例3 如圖2-2所示水平放置的粗糙的長木板上放置一個物體m,當用于緩慢抬起一端時,木板受到的壓力和摩擦力將怎樣變化?
「錯解」以木板上的物體為研究對象。物體受重力、摩擦力、支持力。因為物體靜止,則根據牛頓第二定律有
錯解一:據式②知道θ增加,f增加。
錯解二:另有錯解認為據式②知θ增加,N減小則f=μN說明f減少。
「錯解原因」錯解一和錯解二都沒能把木板緩慢抬起的全過程認識透。只抓住一個側面,缺乏對物理情景的分析。若能從木塊相對木板靜止入手,分析出再抬高會相對滑動,就會避免錯解一的錯誤。若想到f=μN是滑動摩擦力的判據,就應考慮滑動之前怎樣,也就會避免錯解二。
「分析解答」以物體為研究對象,如圖2-3物體受重力、摩擦力、支持力。物體在緩慢抬起過程中先靜止后滑動。靜止時可以依據錯解一中的解法,可知θ增加,靜摩擦力增加。當物體在斜面上滑動時,可以同錯解二中的方法,據f=μN,分析N的變化,知f滑的變化。θ增加,滑動摩擦力減小。在整個緩慢抬起過程中y方向的方程關系不變。依據錯解中式②知壓力一直減小。所以抬起木板的過程中,摩擦力的變化是先增加后減小。壓力一直減小。
「評析」物理問題中有一些變化過程,不是單調變化的。在平衡問題中可算是一類問題,這類問題應抓住研究變量與不變量的關系。可從受力分析入手,列平衡方程找關系,也可以利用圖解,用矢量三角形法則解決問題。如此題物體在未滑動時,處于平衡狀態,加速度為零。所受三個力圍成一閉合三角形。如圖2-4.類似問題如圖2-5用繩將球掛在光滑的墻面上,繩子變短時,繩的拉力和球對墻的壓力將如何變化。從對應的矢量三角形圖2-6不難看出,當繩子變短時,θ角增大,N增大,T變大。圖2-7在AC繩上懸掛一重物G,在AC繩的中部O點系一繩BO,以水平力F牽動繩BO,保持AO方向不變,使BO繩沿虛線所示方向緩緩向上移動。在這過程中,力F和AO繩上的拉力變化情況怎樣?用矢量三角形(如圖2-8)可以看出T變小,F先變小后變大。這類題的特點是三個共點力平衡,通常其中一個力大小、方向均不變,另一個力方向不變,大小變,第三個力大小、方向均改變。還有時是一個力大小、方向不變,另一個力大小不變,方向變,第三個力大小、方向都改變。
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