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画图法很重要,画好图,解决物理问题直观形象又好懂(上新)

2022-10-12 02:31:16 1187

摘要:物理学习浅析(八)——画图法 解决物理问题2/3下面我们以典例来加深理解画图法解决物理问题。1分析:1.1信息提取1.1.1已知文字信息提取1.1.1.1半球形物体表面光滑,小球在球面上运动,不受摩擦力作用,1.1.1.2定滑轮光滑,细绳...

物理学习浅析(八)——画图法 解决物理问题2/3

下面我们以典例来加深理解画图法解决物理问题。

1分析:

1.1信息提取

1.1.1已知文字信息提取

1.1.1.1半球形物体表面光滑,小球在球面上运动,不受摩擦力作用,

1.1.1.2定滑轮光滑,细绳不受摩擦力,对细绳的拉力无损失,

1.1.1.3小球初始静止,

1.1.1.4缓慢拉绳,小球处于相对平衡状态,

1.1.2图示信息提取:小球由A点运动到B点,O1BO三点共线,且O1BO垂直水平面。

2问题导向

2.1询问小球由A运动到B的过程中,半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化情况。

3问题反馈:这是一个动态问题,如果用矢量三角形法,是行不同的,因为矢量三角形法只用于某个时刻物体的受力情况,在这种情况下,我们要用另一个方法——相似三角形法,通过画图,用相似三角形法来求解。

4小球受力分析

4.1小球在A点时受以下几个力

4.1.1小球受竖直向下的重力G,

4.1.2小球受到半球物体对它的弹力N,力的方向垂直A点的切线,斜向左上方,

4.1.3细绳对它的拉力T,沿绳方向斜向右上,

4.1.4因为小球处于平衡状态,故N与T的合力F与重力G大小相等,方向相反,

4.1.5受力分析图如下图所示

4.2小球在B点时受以下几个力

4.2.1小球受竖直向下的重力G,

4.2.2小球受到半球物体对它的弹力N,力的方向由B点指向O1点,竖直向上方,

4.2.3细绳对它的拉力T,与N重合,且G=N+T(共线矢量)

5认真画图,寻找突破口

5.1把小球在A点和B点的受力分析图画在一张图上,如下图所示

5.2由向量共线性质可知向量N∥AO,

T∥AO1,

F∥O1O,

5.3由平面几何知识可知ΔNAF∽ΔAOO1,则有一下关系式成立

N/AO=F/O1O=T/O1A,恒等变形可知

N=F×AO/O1O=mg×AO/O1O

T=F×O1A/O1O=mg×O1A/O1O

由图知从A 到B,因为AO不变,O1O不变,所以N 不变,

从A到 B,因为O1O不变,CA逐渐变小,故T逐渐变小。

6详解如下图

7小结

7.1分析小球受力情况:重力G,细线的拉力T和半球面的支持力N,作出N、T的合力F,根据三角形相似法分析N、T的变化.

7.2本题是平衡问题中动态变化分析问题,N与T不垂直,运用三角形相似法分析,作为一种方法要学会应用.

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