高中奧林匹克物理競賽解題方法ashx

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

2、鉤前后所受合外力都為零，所以整個列車動量守恒，因而可用動量守恒定律求解.根據(jù)動量守恒定律，得：Mv0=(Mm)V V=Mv0/(Mm)即脫鉤的車廂剛停下的瞬間，前面列車的速度為Mv0/(Mm).【說明】顯然此題用整體法以列車整體為研究對象，應(yīng)用動量守恒定律求解比用運(yùn)動學(xué)公式和牛頓第二定律求簡單、快速.例2.總質(zhì)量為M的列車沿水平直軌道勻速前進(jìn)，其末節(jié)車廂質(zhì)量為m，中途脫鉤，司機(jī)發(fā)覺時，機(jī)車已走了距離L，于是立即關(guān)閉油門，撤去牽引力，設(shè)運(yùn)動中阻力與質(zhì)量成正比，機(jī)車的牽引力是恒定的，求，當(dāng)列車兩部分 都靜止時，它們的距離是多少？解析:本題若分別以機(jī)車和末節(jié)車廂為研究對象用運(yùn)動學(xué)、牛頓第二定律求解，

3、比較復(fù)雜，若以整體為研究對象，研究整個過程，則比較簡單。假設(shè)末節(jié)車廂剛脫鉤時，機(jī)車就撤去牽引力，則機(jī)車與末節(jié)車廂同時減速，因?yàn)樽枇εc質(zhì)量成正比，減速過程中它們的加速度相同，所以同時停止，它們之間無位移差。事實(shí)是機(jī)車多走了距離L才關(guān)閉油門，相應(yīng)的牽引力對機(jī)車多做了FL的功，這就要求機(jī)車相對于末節(jié)車廂多走一段距離S，依靠摩擦力做功，將因牽引力多做功而增加的動能消耗掉，使機(jī)車與末節(jié)車廂最后達(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，它們之間的距離：S=ML/(Mm)例3.如圖110所示，細(xì)繩繞過兩個定滑輪A和B，在兩端各掛 個重為P的物體，現(xiàn)在A、B的中點(diǎn)C處掛一個重為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.整個裝置處在一與回路平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。若金屬桿ab正好勻速向下運(yùn)動，求運(yùn)動的速度.解析 本題屬電磁感應(yīng)的平衡問題，確定繩上的拉力，可選兩桿整體為研究對，確定感應(yīng)電流可選整個回路為研究對象，確定安培力可選一根桿為研究對象。設(shè)勻強(qiáng)磁場垂直回路平面向外，繩對桿的拉力為T，以兩桿為研究對象，受力如116甲所示。因兩桿勻速移動，由整體平衡條件