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《课题研究》PPT课件优质课下载
解题的主要思想方法:解决数理结合类问题,要注重以下三方面:一是正确运用数学语言和数学方法表述物理问题;二是灵活选用合适的数学工具解决物理问题;三是归纳总结得出结论。
如:2016年上海市高考物理试题第25题是一道数理结合的好填空题,试题可以应用相似三角形、梯形面积、线性函数求平均值等数学知识,通过对该题的解题分析,希望大家能够运用数学知识灵活处理物理解问题.
题目:地面上物体在变力F作用下由静止开始竖直
向上运动,力F随高度x的变化关系如图1所示,物体
能上升的最大高为h,。当物体加速度最大时其高度
为 ,加速度的最大值为 。
解析:令物体质量为m。物体在变力F作用下由静止开始竖直向上运动,表明一开始就有,地面对物体没有支持力。物体能上升的最大高为h,又表明物体上升到h时速度为零,所以加速度是先减小至零,然后反向增加到最大,接着物体由最高处下落速度增大,F增大,加速度减小到零,速度最大。然后,向下减速,加速度增大且方向向上,到地面速度减小到零,加速度最大,物体将一直往复。根据对称性可知,开始和最大高度时,加速度值同时为最大,所以当物体加速度最大值时,其高度为0或h。
物体上升到最大高h过程,变力F做功,比较复杂,这里介绍几种求变力做功的方法。
方法一(“面积”):利用图1中图线与坐标所围成“面积”计算功,即F—x图像中的“面积”(梯形面积)表示功,则有变力F做的功为: ①,
根据相似三角形得到: ②,
由①、②式得到: ③
方法二(平均值):由图1可知,F是x的线性函数,其函数关系为: ④。这种变力可以用平均力代替,当 ⑤, ⑥,平均力的计算公式是: ⑦。
由④、⑤、⑥、⑦式得到: ⑧。
根据功的计算公式有: ⑨。
根据动能定理有: ⑩,
在开始位置时,根据牛顿第二定律有: ⑾,
由⑨、⑩、⑾式得到: ⑿。
或物体达到最大高度时,物体减速到零,加速度方向向下,根据牛顿第二定律有: ⒀,
由④、⑥、⑨、⑩、⑾、⒀式得到: ⒁。
综上分析,当物体加速度值最大时其高度为0或h,加速度的最大值为 。
方法三(等效法)利用简谐运动的加速度对称性特点。
方法四(动量定理):Ft=mgt,F同样取平均值即可。
再拓展变化为:求最大速度或最大动能的位置和数值,并讨论往复运动的周期等。
●高中物理核心素养