整體法和隔離法受力分析[答案解析版]-資料下載頁
2025-06-19 02:47本頁面
【正文】 因數(shù)為μ，那么拖車剛停下時，汽車的瞬時速度是多大？【分析】以汽車和拖車系統(tǒng)為研究對象，全過程系統(tǒng)受的合外力始終為，該過程經(jīng)歷時間為v0/μg，末狀態(tài)拖車的動量為零。全過程對系統(tǒng)用動量定理可得： 【點評】這種方法只能用在拖車停下之前。因為拖車停下后，系統(tǒng)受的合外力中少了拖車受到的摩擦力，因此合外力大小不再是。ExOx0【例21】一個質(zhì)量為m，帶有電荷為－q的小物體可在水平軌道Ox上運動，O端有一與軌道垂直的固定墻，場強大小為E，方向沿x正方向，如圖．今小物體以初速度v0從x0點沿Ox軌道運動，運動中受到大小不變的摩擦阻力f作用，且f＜Eq．設小物體與墻碰撞時不損失機械能且其電量保持不變，求它在停止運動前所通過的總路程s?！窘馕觥坑捎贓q＞f，故小物體在任何一個x≠0的位置，其受力均不可能平衡，則小物體最后靜止只可能是靠在墻上，即位于x＝0處，比較小物體的初末兩態(tài)，知其動能和電勢能都減少了，從能量的轉(zhuǎn)化和守恒關系看，其損失的動能和電勢能都是由于小物體在運動中克服摩擦阻力做功而轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，這一關系為：?！军c評】小物體在電場力qE和摩擦力f兩力作用下的運動是勻變速運動，其沿＋x方向運動時為勻減速運動，加速度，沿－x方向運動時為勻加速運動．加速度。若根據(jù)勻變速運動的規(guī)律，可求得小物體將無限多次的與墻壁相碰，且每次碰墻后反彈離開墻的最遠距離將成等比數(shù)列減小。將這些往返的路程按無窮遞減等比數(shù)列求和公式求和，可得出本題的答案。顯然可見，這種詳細討論全過程的每一子過程的解法要比上述的整體法的解法復雜得多。m+【例22】充電后平行板電容器水平放置，如圖所示。兩班間距離5cm，在距下板2cm處有一質(zhì)量2kg的不帶電小球由靜止開始下落，小球與下板碰撞時獲得2108C的負電荷，并能反跳到距下板4cm高處，設小球與下板的碰撞無機械能損失，已知上板帶電量為+1106C，試求板間場強E的大小及電容器的電容C。【解析】此題看似一道屬于二個過程的過程隔離問題，但是由于小球與下板的碰撞無機械能損失，所以可用運動整體法研究小球運動的全過程。設小球下落高度h1，上升高度h2，則根據(jù)機械能守恒定律，在全過程中qEh2mg(h2h1)=0 (V/m)根據(jù) U=Ed=25(V) (F)【點評】看似較復雜的多過程問題，使用整體研究運動過程，而使問題得到了簡化?！纠?3】有一電源，其內(nèi)電阻甚大，但不知其具體數(shù)值．有兩只電壓表VA和VB，已知此兩表的量程均大于上述電源的電動勢，但不知此兩電壓表的內(nèi)電阻的大小。要求只用這兩只電壓表和若干導線、開關組成電路，測出此電源的電動勢，試說明你的辦法。VAVB【解析】測量辦法如下：設兩電壓表的內(nèi)電阻分別為RA和RB電源內(nèi)電阻為r，電動勢為ε，將兩電壓表串聯(lián)以后接于電源兩極之間組成如圖所示的電路，記下此時兩表的讀數(shù)UA和UB，則ε＝UA＋UB＋Ir ?、儆捎诖藭r電路中的電流大小為：故有 ?、赩A再將電壓表VA單獨接于電源兩極之間，如圖。記下此時電壓表的示數(shù)，令其為UA39。，則有ε＝UA39。＋I39。r ③同上有 ④聯(lián)立②④兩式，將視為一個未知數(shù)消去，即可解得，將實驗中測得的UA、UB、UA39。代入上式，便可解得此電源電動勢之值。【點評】在解題時，有時根據(jù)物理規(guī)律列出方程后，出現(xiàn)方程個數(shù)少于未知量個數(shù)的情況，這便成了不定方程而無法得到確定的解，在這種情況中，如果方程中的幾個不是所要求的未知量，在各個方程中以相同的形式出現(xiàn)時，便可把這幾個未知量組合當作一個整體量來看待，從而使方程中的未知量減少而把不定方程轉(zhuǎn)化為有確定解的方程．例如本題以上的解答中，如僅能列出方程①和③，則此兩方程中有ε、I、I39。、r四個未知量，可以說此時還是在“山窮水盡疑無路”的境界，而如果能利用這一轉(zhuǎn)化關系將方程①和③變形為②和④，則到達“柳岸花明又一村”之處已是確定無疑的了。f 完美WORD格式編輯
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