高中奧林匹克物理競(jìng)賽解題方法ashx

1、金太陽(yáng)新課標(biāo)資源網(wǎng) HYPERLINK 第 PAGE 8 頁(yè) 共 NUMPAGES 8 頁(yè) 金太陽(yáng)新課標(biāo)資源網(wǎng) HYPERLINK 高中奧林匹克物理競(jìng)賽解題方法整體法2例1.總質(zhì)量為M的列車(chē)以勻速率v0在平直軌道上行駛，各車(chē)廂受的阻力都是車(chē)重的k倍，而與車(chē)速無(wú)關(guān).某時(shí)刻列車(chē)后部質(zhì)量為m的車(chē)廂脫鉤，而機(jī)車(chē)的牽引力不變，則脫鉤的車(chē)廂剛停下的瞬間，前面列車(chē)的速度是多少？解析 此題求脫鉤的車(chē)廂剛停下的瞬間，前面列車(chē)的速度，就機(jī)車(chē)來(lái)說(shuō)，在車(chē)廂脫鉤后，開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而脫鉤后的車(chē)廂做勻減速運(yùn)動(dòng)，由此可見(jiàn)，求機(jī)車(chē)的速度可用勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式和牛頓第二定律求解.現(xiàn)在若把整個(gè)列車(chē)當(dāng)作一個(gè)整體，整個(gè)列車(chē)在脫

2、鉤前后所受合外力都為零，所以整個(gè)列車(chē)動(dòng)量守恒，因而可用動(dòng)量守恒定律求解.根據(jù)動(dòng)量守恒定律，得：Mv0=(Mm)V V=Mv0/(Mm)即脫鉤的車(chē)廂剛停下的瞬間，前面列車(chē)的速度為Mv0/(Mm).【說(shuō)明】顯然此題用整體法以列車(chē)整體為研究對(duì)象，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求解比用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律求簡(jiǎn)單、快速.例2.總質(zhì)量為M的列車(chē)沿水平直軌道勻速前進(jìn)，其末節(jié)車(chē)廂質(zhì)量為m，中途脫鉤，司機(jī)發(fā)覺(jué)時(shí)，機(jī)車(chē)已走了距離L，于是立即關(guān)閉油門(mén)，撤去牽引力，設(shè)運(yùn)動(dòng)中阻力與質(zhì)量成正比，機(jī)車(chē)的牽引力是恒定的，求，當(dāng)列車(chē)兩部分 都靜止時(shí)，它們的距離是多少？解析:本題若分別以機(jī)車(chē)和末節(jié)車(chē)廂為研究對(duì)象用運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓第二定律求解，

3、比較復(fù)雜，若以整體為研究對(duì)象，研究整個(gè)過(guò)程，則比較簡(jiǎn)單。假設(shè)末節(jié)車(chē)廂剛脫鉤時(shí)，機(jī)車(chē)就撤去牽引力，則機(jī)車(chē)與末節(jié)車(chē)廂同時(shí)減速，因?yàn)樽枇εc質(zhì)量成正比，減速過(guò)程中它們的加速度相同，所以同時(shí)停止，它們之間無(wú)位移差。事實(shí)是機(jī)車(chē)多走了距離L才關(guān)閉油門(mén)，相應(yīng)的牽引力對(duì)機(jī)車(chē)多做了FL的功，這就要求機(jī)車(chē)相對(duì)于末節(jié)車(chē)廂多走一段距離S，依靠摩擦力做功，將因牽引力多做功而增加的動(dòng)能消耗掉，使機(jī)車(chē)與末節(jié)車(chē)廂最后達(dá)到相同的靜止?fàn)顟B(tài)。所以有：FL=fS其中F=Mg, f=(Mm)g代入上式得兩部分都靜止時(shí)，它們之間的距離：S=ML/(Mm)例3.如圖110所示，細(xì)繩繞過(guò)兩個(gè)定滑輪A和B，在兩端各掛 個(gè)重為P的物體，現(xiàn)在A、B的中點(diǎn)C處掛一個(gè)重為Q的小球，Qm. 用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長(zhǎng)的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導(dǎo)電的圓棒兩側(cè).兩金屬桿都處在水平位置，如圖116所示.整個(gè)裝置處在一與回路平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。若金屬桿ab正好勻速向下運(yùn)動(dòng)，求運(yùn)動(dòng)的速度.解析 本題屬電磁感應(yīng)的平衡問(wèn)題，確定繩上的拉力，可選兩桿整體為研究對(duì)，確定感應(yīng)電流可選整個(gè)回路為研究對(duì)象，確定安培力可選一根桿為研究對(duì)象。設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直回路平面向外，繩對(duì)桿的拉力為T(mén)，以?xún)蓷U為研究對(duì)象，受力如116甲所示。因兩桿勻速移動(dòng)，由整體平衡條件