动态问题归类例析.doc

论文 理科综合 中学段动态问题归类例析湖北 应城一中 何飞物理学中的动态问题是当描述物理现象的某个量发生变化时，其他量也将按照物理规律随之发生变化，各物理量之间常存在着相互依赖、相互制约的关系，分析问题时可以从某一局部打开突破口，遵循一定的物理规律，得出相应物理量的变化情况.1、平衡中的动态问题图1利用相似三角形法解决动态平衡问题非常实用，相似三角形法是指利用题中所给出的图形中的几何三角形与分析物体受力所得的矢量三角形相似进行解题.图2例1.如图1所示，光滑圆柱体半径为R，在圆心O的正上方h高处有一定滑轮，通过定滑轮用细绳拉一质量为的小球由A点（小球可以看做质点）（OA水平）沿圆柱缓慢运动到B点.求：绳对球的拉力F如何变化？解析：如图2所示，作出小球受力的矢量三角形，根据力的矢量三角形GFT相似于几何三角形OAB，可以得到： 由于绳长AB在缩短，故：F变小.2、机车启动中的动态问题机车启动的两种形式：以恒定功率启动和以恒定加速度启动,其分析流程图如下.以恒定功率P启动：v增大，由得：F减小，由得：a减小.当a=0时，F=f，以后保持匀速直线运动.机车先做变加速运动，后做匀速运动.以恒定加速度启动:a不变，F不变，由得：P增大，当P达额定功率时，v增大，由得：F减小，由得：a减小.当a=0时，F=f，以后保持匀速直线运动. 机车先做匀加速运动，后做变加速运动，再做匀速运动.例2.额定功率为80kw的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度是20m/s，汽车的质量是2t，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小是2m/s2，运动过程中阻力不变，求：(1)汽车受到的阻力多大？(2)汽车维持匀加速直线运动的时间是多长？解析：(1)设汽车运动过程中的牵引力为F，阻力为f，当a=0时，汽车达最大速度，此时F=f，则： (2)设汽车维持匀加速直线运动的时间为t，则：匀加速结束时的速度为：，故匀加速持续时间：3、直流电路中的动态问题处理直流电路动态问题常采用“程序法”，沿“局部整体局部”的思维路径，先分析局部电阻变化，根据全电路欧姆定律判断整体总电流及路端电压的变化，再根据串并联电路特点推理判定某局部电压、电流的变化情况，进而得出结论.图3例3.在如图3所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器.当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是 ( ) A.I1增大，I2不变，U增大 B.I1减小，I2增大，U减小C.I1增大，I2减小，U增大 D.I1减小，I2不变，U减小解析：将R2的滑动触点向b端移动，则R2减小，并联电阻值减小，电路中总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，故U减小. R3两端电压增大，所以R1和R2并联的电压减小，所以I1减小，I2增大.选项B正确.4、电容器中的动态问题电容器的动态问题指的是当平行板电容器的极板距离d和正对面积S发生变化时，引起电容器的电容C、电量Q、电压U、场强E的变化.常有两种情况：电容器极板保持与电源相连，则U不变.若d增大，由得：C减小，由Q=CU得：Q减小，由得：E减小；若S增大，由得：C增大，由Q=CU得：Q增大，由得：E不变；电容器充电后极板与电源断开，则Q不变.若d增大，由得：C减小，由Q=CU得：U增大，由得：E不变；若S增大，由得：C增大，由Q=CU得：U减小，由得：E减小；图4例4.图4所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一灵敏的静电计相接，极板A接地。若极板A稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是 ( )A.两极板间的电压不变，极板上的电量变小B.两极板间的电压不变，极板上的电量变大C.极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小D.极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大解析：本题中电容器与电源断开，故Q几乎不变（因板上电荷与静电计指针间有微小的移动）.而S 减小，由得C减小，又，选项D正确.5、变压器中的动态问题理想变压器的动态电路分析，一是要符合变压器的基本规律（电压、电流、功率关系）；二是要遵循欧姆定律。首先确定是哪些量在变，哪些量不变，其次要明确变量之间的相互制约关系电压：输入决定输出；电流和功率：输出决定输入。最后根据相应的规律判断，具体问题具体分析.图5例5.如图5所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的.V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2； A1、A2 和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是 （ ）A.U2变小、I3变小 B.U2不变、I3变大C.I1变小、I2变小 D.I1变大、I2变大解析：因为变压器的匝数与U1不变，所以U2与两电压表的示数均不变。当S断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I1也将减小，选项C正确；因为R1的电压减小，故R2、R3两端的电压将增大，I3变大，选项B正确.6、电磁感应中的动态问题以单导体棒切割磁感线为例进行动态分析.如图6所示，当导体棒切割磁感线速度v增大时，由E=BLv得：E增大，根据，电路中感应电流增大，F=BIL知，导体棒受到的安培力F增大，由牛顿第二定律可知，导体棒加速度a减小.图7例6.如图7所示，AB、CD是两根足够长的固定平行的光滑金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面之间的夹角是，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感强度为B，在导轨的A、C端连接一个阻值为R的电阻，一根垂直于金属导轨放置的金属棒ab质量为m，电阻为2R，从静止开始沿导轨下滑，求(1)当导体棒的速度为v时，导体棒所受的安培力F是多大？(2)ab棒的最大速度vm以及最大加速度am是多少？解析：(1)当导