六月丁香五月婷婷,丁香五月婷婷网,欧美激情网站,日本护士xxxx,禁止18岁天天操夜夜操,18岁禁止1000免费,国产福利无码一区色费

學(xué)習(xí)啦 > 論文大全 > 畢業(yè)論文 > 理學(xué)論文 > 物理學(xué) >

分析物理問題的基本步驟

時間: 韓波1 分享
【關(guān)鍵詞】 物理問題;模型;過程; 分析
  【中圖分類號】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【文章編號】1001-4128(2011)03-0142-01
  
  一個物理問題,都有一定的物理情景,涉及一定的物理過程,要想正確地解答物理問題,必須把有關(guān)的物理內(nèi)容分析清楚。一般說來,分析一個物理問題的基本步驟如下:
  1 選取研究對象
  不論是力學(xué)問題、熱學(xué)問題,電學(xué)問題或其他問題,都有一個選擇和確定研究對象的問題。研究對象可以是一個物體,也可以是一個物體系(兩個或多個相關(guān)聯(lián)的無論組成的系統(tǒng))。有的物理問題始終都是一個研究對象,而有的問題在不同階段應(yīng)該選取不同的研究對象??梢哉f:研究對象選取的恰當(dāng)與否直接關(guān)系到我們解決物理問題的難易程度,正確選取研究對象,能提高解題的準(zhǔn)確性和效率。
  例1:一架直升飛機(jī)質(zhì)量為m,懸停在空中,槳翼下風(fēng)速為v,求它的發(fā)動機(jī)的輸出功率P。
  該題容易出現(xiàn)的錯誤解法是:
  由于飛機(jī)在空中靜止,因此發(fā)動機(jī)的輸出功率為
  P=Fv=mgv
  錯誤的原因主要是沒有明確研究對象是誰。第一步顯然是以飛機(jī)為研究對象,對飛機(jī)進(jìn)行受力分析:受重力G和空氣對它的向上的作用力F,由于飛機(jī)懸停, G和F是一對平衡力,這一步是正確的。但下一步則屬于亂套公式了,若以飛機(jī)為研究對象,則飛機(jī)的速度為零;若以空氣為研究對象,那又是哪一部分空氣呢?
  正確的分析與解答過程如下:
  設(shè)發(fā)動機(jī)每秒鐘把質(zhì)量為的空氣從靜止加速到,發(fā)動機(jī)對這部分空氣的作用力為F,由動量定理得
  F×1=Mv
  根據(jù)動能定理,發(fā)動機(jī)對這部分空氣每秒鐘做功(即功率)為
  P=12Mv?2
  又根據(jù)牛頓定律及飛機(jī)處于平衡狀態(tài)知道
  F=mg
  即Mv=mg
  所以,發(fā)動機(jī)的輸出功率為:
  P=12mgv
  2 建立物理模型
  實際中的物理現(xiàn)象一般都很復(fù)雜,為了解決它,常常需要忽略一些次要因素,物理模型就是忽略次要因素的產(chǎn)物,如:質(zhì)點、點電荷、光滑平面、輕繩、輕彈簧、理想變壓器、彈性碰撞等等,都是理想模型。對一個具體物理問題,在確定了研究對象后,首先要考慮的就是建立怎樣的物理模型。
  
  例2:如圖示,質(zhì)量為m的小車靜止在光滑的水平軌道上,長為L的細(xì)線一端固定在小車上,另一端拴一質(zhì)量也為m的小球?,F(xiàn)給小球一水平初速度v,求小球能上升的最大高度h為多少?
  解析:小球和小車一起的運(yùn)動可以建立為碰撞模型,當(dāng)小球上升到最高點時,二者具有共同速度。系統(tǒng)減少的動能ΔE?K全部轉(zhuǎn)化為小球的重力勢能ΔE?p=m?球gh
  那么:m?球v=(m?球+m?車)v?共
  ΔE?K=12m?球v?2-12(m?球+m?車)v?2?共=m?球gh
  代入m?車=m?球=m,
  即可求出 h=v?24g
  3 分析物理過程和狀態(tài)
  狀態(tài)是與某一時刻相對應(yīng)的,過程則與某一段時間相對應(yīng)。任何一個過程,都有一個初始狀態(tài)和一個末狀態(tài)(還包括無數(shù)中間狀態(tài)),對于某一確定的狀態(tài),要用狀態(tài)參量來描述。一個具體的物理問題,簡單的可能只討論某一確定的狀態(tài)下各物理量間的關(guān)系,復(fù)雜的問題則要涉及到物理過程。而對于一個變化方向和路徑都確定了的物理過程,要注意分析這個過程遵循的物理規(guī)律,可能它是一個較簡單的過程,始終按同一規(guī)律變化;也可能它是一個較復(fù)雜的過程,在不同的階段遵循不同的規(guī)律。對于一個始、末狀態(tài)確定了的物理過程,則可能存在著不止一種的變化路徑。對一個物理問題,如果能把相應(yīng)的狀態(tài)和過程分析清楚,問題一般說來就已基本上解決了。
  例3:如下圖所示,長為l的輕繩一端系于固定點O,另一端系質(zhì)量為m的小球,將小球從O點正下方14處以一定的初速度水平向右拋出,經(jīng)一定的時間,繩被拉直,以后小球在豎直平面內(nèi)擺動,已知繩剛被拉直時,繩與豎直方向成60°角,求:
  
 ?。?)小球水平拋出的初速度v?0;
 ?。?)小球擺到最底點時,繩所受到的拉力F?T。
  解析:本題的解決思路與上題大致相同,研究對象仍然是小球,建立質(zhì)點模型,也是一個初、末狀態(tài)都確定的過程,但從初狀態(tài)A到末狀態(tài)C的兩個階段小球共經(jīng)歷三個不同的過程。即①平拋運(yùn)動,從A到B;②在B點小球克服繩的拉力做功,速度發(fā)生變化;③小球在豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動,從A到C。
 ?。?)繩被拉直時,小球的水平位移為lsin60°,豎直位移為lcos60°-14l,設(shè)初速度為v?0,由平拋運(yùn)動規(guī)律
  lsin60°=v?0t
  lcos60°-14l=12gt?2
  得v?0=3gl/2
 ?。?)小球由拋出點到繩剛好被拉直,這一過程機(jī)械能守恒,取繩伸直時的速度為v,小球所在位置勢能為零,則有
  12mv?2+mgl(cos60°-14)=12mv?2
40013