物理习题中的形同实异
时间：2019-01-11 03:19:35 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
在物理学习过程中，有些图像题看似相同，实质却大相径庭，弄清这些问题的本质差异将有利于提高同学们分析问题解决问题的能力。 1.“动杆”和“定杆”问题 例1.如图1所示，质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上O点，轻杆OB可绕B点转动，求细绳OA中张力F大小和轻杆OB受力F大小。
分析：由于轻杆OB可绕B点转动（即是“动杆”），因此细绳对轻杆OB的力一定沿着杆的方向，否则杆就不能平衡（即要发生转动）。由于悬挂物体质量为m，因此绳OC拉力大小就等于mg，将这个拉力沿杆和AO方向分解，如图2所示。由图即可求得：F=，F=mgcotθ；又因为F与F大小相等方向相反，所以F=F=。答案：F=，F=mgcotθ。
例2.如图3所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有小滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m＝10kg的重物，∠CBA＝30°，则滑轮受到绳子作用力为（）。
A．50NB．50N
C．100N D．100N
分析：由于杆AB不可转动（即是“定杆”），因此杆所受弹力的方向不沿杆AB方向。由于B点处是滑轮，它只是改变绳中力的方向，并未改变力的大小，滑轮两侧绳上的拉力大小均是100N，夹角为120°，故滑轮受绳子作用力即是两拉力的合力，如图4所示。由图可知，滑轮受到绳子作用力的大小为：F＝F＝mg＝100N，所以选项C正确。
点评：若杆能平衡，则“动杆”受到的弹力方向只能沿杆方向，“定杆”收到的弹力可以是任意方向。
2.分子力与分子势能图像
例3.如图5所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上距原点为r的位置，虚线分别表示分子间斥力f和引力f的变化情况。实线表示分子间的斥力与引力的合力f的变化情况.若把乙分子由静止释放，则乙分子（）.
A.从r到r做加速运动，加速度先增大后减小
B.从r到r做加速运动，从r到r做减速运动
C.从r到r的过程中，分子势能先减少后增加
D.从r到r的过程中，分子势能一直减小
分析：图5为甲乙分子间作用力f随距离r的变化规律，图6为甲乙分子间势能E随距离r的变化规律。f是矢量，乙分子从r到r的过程中，分子间作用力先增大后减小，由牛顿第二定律，加速度也先增大后减小，且在r处，分子力最大，加速度也最大；E是标量，乙分子从r到r的过程中，分子势能一直减小。答案：AD。
点评：图5和图6很相似，学生不易区别，如乙分子从r到r的过程中，图像变化趋势相同，但f和E的变化规律却相反，原因是f是矢量，E是标量，还有分子力f为零时（即r处），在图5中，是曲线与r轴的交点，在图6中，是曲线的最低点。
3.振动和波动图像
例4.一列沿着x轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波动如图7（甲）所示。在甲乙两图中L、P振动方向分别如何？?摇?摇?摇?摇（沿y轴正方向、沿y轴负方向、沿x轴正方向）。若图甲中某质点的振动图像如图乙所示，图乙表示质点?摇?摇?摇?摇（从质点K、L、M、N中选填）的振动图像。质点N的振幅是?摇?摇?摇?摇m，振动周期为?摇?摇?摇?摇s，该波的传播速度为?摇?摇?摇?摇m/s。
分析：从甲乙两图的横坐标可以看出，甲为波动图像，根据“上坡下，下坡上”的方法，可以判定L点沿y轴正方向振动；乙为振动图像，由振动规律可知P点沿y轴负方向振动。波沿着x轴正方向传播，则L点振动方程为：y=0.8sinπtm，即如图乙所示，振幅为0.8m；周期为4s；波长为2m；波速v==0.5m/s。答案：沿y轴正方向、沿y轴负方向、L、0.8m、4s、0.5m/s。
点评：波动图像和振动图像都是正余弦函数图像，学生容易出现混淆，区别是两图横轴物理意义不同，波动图像的横轴是位置坐标x，振动图像的横轴是时间t。
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