标签:
教育知识/探索科学教育杂谈文化物理知识 |
分类: 人教课标版高中必修2 |
绳子末端速度的分解问题,是本章的一个难点,同学们在分解时,往往搞不清哪一个是合速度,哪一个是分速度。以至解题失败。下面结合例题讨论一下。
例1 如图1所示,在河岸上利用定滑轮拉绳索使小船靠岸,拉绳速度大小为v1,当船头的绳索与水平面夹角为θ时,船的速度多大?
解析 我们所研究的运动合成问题,都是同一物体同时参与的两个分运动的合成问题,而物体相对于给定参照物(一般为地面)的实际运动是合运动,实际运动的方向就是合运动的方向。本例中,船的实际运动是水平运动,它产生的实际效果可以A点为例说明:一是A点沿绳的收缩方向的运动,二是A点绕O点沿顺时针方向的转动,所以,船的实际速度v可分解为船沿绳方向的速度v1和垂直于绳的速度v2,如图1所示。由图可知:v=v1/cosθ
点评 不论是力的分解还是速度的分解,都要按照它的实际效果进行。本例中,若将拉绳的速度分解为水平方向和竖直方向的分速度,就没有实际意义了,因为船并不存在竖直方向上的分运动
例2 如图2所示,一辆匀速行驶的汽车将一重物提起,在此过程中,重物A的运动情况是【 】
A.
加速上升,且加速度不断增大
B. 加速上升,且加速度不断减小
C. 减速上升,且加速度不断减小
D.
匀速上升
解析 物体A的速率即为左段绳子上移的速率,而左段绳子上移的速率与右段绳子在沿着绳长方向的分速率是相等的。右段绳子实际上同时参与两个运动:沿绳方向拉长及向上摆动。将右段绳子与汽车相连的端点的运动速度v沿绳子方向和与绳子垂直方向分解,如图3所示,则沿绳方向的速率即为物体A的速率vA=v1=vsinθ。随着汽车的运动,θ增大,vA=v1增大,故A应加速上升。
由v-t图线的意义知,其斜率为加速度,在0°~90°范围内,随θ角的增大,曲线y=sinθ的斜率逐渐减小,所以A上升的加速度逐渐减小。
答案 B
点评 本题主要考查了运动的分解,解题的关键是要分清合速度与分速度。一般情况下,物体相对于给定的参考系(一般为地面)的实际运动就是合运动,本例中,汽车的实际运动就是合运动。另外,运动的分解要按照它的实际效果进行。
跟综练习 如图4所示,汽车甲以速度v1拉汽车乙前进,乙的速度为v2,甲、乙都在水平面上运动,则v1∶v2=__________。
答案 cosα∶1
标签:
文化科学杂谈 |
分类: 人教课标版 九年级 |
例1 有的跑车在车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”如图1所示,它的上表面平直,底部呈弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀,这主要是为了让跑车高速行驶时,车轮能更好地抓紧地面。请解释其中的道理。
气流偏导器
图1
解析 因为“气流偏导器”,它的上表面平直,底部呈弧形凸起,在跑车飞速前进时,会导致导流器下侧空气流速大于上侧,根据“流速越大,压强越小”可知,导流器下侧压强小于上侧压强,上侧压力大于下侧压力,使汽车对地面的压力增大,车轮与地面贴的更紧。
拓展延伸 在生活中有很多利用流体的流速与压强的关系,你知道它们的原理吗?飞机能飞上天,为什么?飞机的机身是什么形状的?风筝为什么不借助任何动力就能飞上天呢?希望同学们多多思考。
例2 给病人输液时,应使药液均匀地滴下,再注入血管,为使整个输液过程都保持匀速下滴,应采用如图2所示的各装置中的【 】
解析 输液时保持药液匀速下滴,其实质是要求输液瓶口处的压强在瓶内药液不断减少的过程中保持不变。因此,分析清楚各装置中输液时瓶口处液体压强的变化情况,是正确选择答案的关键。A中,由于空气不会进入瓶内,随着液面下降,液面上方气体的压强和瓶内液体产生的压强都减小,故瓶口处压强减小迅速,以至最终液体将不能输入血管,显然使用此装置药液不会匀速下滴;B中,随着液体的下滴,液体产生的压强与液面上方气体压强之和减小到大气压强之下时,空气就会进入瓶内,因此在整个输液过程中,瓶口处的压强始终等于大气压强,这样药液便匀速下滴;C中,瓶上边与大气相通,故瓶口处液体的压强等于大气压强与液体产生的压强之和,因药液不断输入血管时,药液高度降低,致使瓶口处压强减小,药液的下滴速度将减小;D中,当药液输入过半,液面降低至通气口之下时,瓶口处液体压强的变化将与C完全相同,因此也不能保证药液匀速下滴,故选B。
拓展延伸 在生活中利用大气压的例子可以说处处都是,有很多就在我们同学的身边,只是我们没有注意观察。例如:在街上有卖新椰子的,但是很奇怪的是售货员每次在椰子上都是打两个洞,一只是用来插吸管的,另一只是用来干什么的呢?你能解释吗(如图3)?相信你一定能找到答案。
点评 以上例题都是紧密联系实际生活而又发生在学生们身边的例子,很多学生根本没有去注意和观察,更没有试着用学过的物理知识来解释。通过例题讲解希望能够引起同学们的注意,新课改的思想就是“物理来源于生活,而服务于社会”,这与新课改的思路完全吻合,这也是以后考试命题的方向,会受到命题者的青睐。