转换研究对象突破思维定势巧解物理难题～

《转换研究对象突破思维定势巧解物理难题～》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、转换研究对象突破思维定势巧解物理难题〜所谓“难题”，只不过是把若干个解题的必要条件隐藏起来的综合性较强的问题。正是因为这样，对于初学物理的许多学生来说便把这类题称为“难题”。怎样来对待这类问题呢？下面我们从两道例题人手研究。例1・有一空心钢球，体积是30cm3o若在其中空部分注满某种液体后，此球的总质量变为104g,则这种液体的密度是多少千克/米3?如果你看完这道题感到无从下手时，不要着急，先静下心来分析一个与这道有联系的题目。例2・体积是30cm3的钢球，其质量是89g,问这个球是空心的还是实心的？解这个问题我们可以想到3种解法。解法

2、1假设这个球是实心的，我们先求出体积是30cm3的实心铜球的质量应该是多少克。然后与题目中给出的质量值比较，若求出的质量和题目给出的质量相等，则可知此球应是实心的；若求出质量比题目中给出的质量大，则可知此球是空心的。具体解法如下：此球是空心的钢球。解法2假设这个球是实心的，我们用题目中已知的质量和体积求出这个球的密度。然后用求出的密度值与铜的密度值比较，若求出的密度值等于钢的密度值，则此球是实心的；若求出的密度值比铜的密度值小，则此球是空心的。选择研究对象的一般方法是求什么量就以什么量为核心，选取与此量有直接关系的物体或系统为研究对象，

3、但有些问题这样思考下去困难重重，有时会出现“山重水复”的境地。“穷则思变，变则通”。在物理解题中如能根据事物之间的某些相同、相近、相关的关系，将研究对象转换一下，就会出现“柳暗花明”的结果。下而通过几个例题的讲解谈谈如何“转换研究对象，巧解物理难题”。例1:如图(1)所示，质量为M=lkg的平板小车上放置着ml=6kg,m2=2kg的物块，两物块与小车间的动摩擦因数为u=0.5o两物块间夹有一压缩弹簧，物块间有张紧的轻绳相连，小车右端有与m2相连的锁定开关，现以锁定，水平地而光滑，两物块均可视为质点。现将轻绳烧断，若己知ml相对小车滑过

4、0.4m时从车上滑落，此时小车以速度v0=6m/s向右运动，当小车第一次与墙壁碰撞瞬间锁定开关打开。设小车与墙壁碰撞前后速度大小不变，碰撞时间极短，小车足够长。(g=10m/s2)求:(1)平板小车相对m2滑行的总位移；(2)小车第一次碰撞墙壁后非匀速运动的总时间。解析：(1)如果我们从动力学的角度分别以小车和m2为研究对象，求出小车和m2对地的位移然后再求两者的相对位移，那么求解过程如下:小车和墙壁碰撞后由题意可知小车的速度大小不变，方向相反，且此过程中m2的速度不变。小车的运动情况是，先向左匀减速到速度为零，后向右匀加速到和m2共速

5、。此过程系统的水平方向的动量守恒，有（以向右为正方向）比较两种解法显然第一种解法简化了解题过程，化解T解题难度。（2）如果以小车为研究对象解题过程如下:小车每两次碰撞之间非匀变速运动的情况都是相同的，即先匀减速后反向匀加速。两者比较，读者不能体会到转换研究对象在物理解题中的巧妙之处不少学生有过这样的经历，当用常规方法、习惯思维求解某些习题时，会感到题目过于复杂，不知从何入手；或觉得缺少条件，难以求解；甚至认为超过所学知识范围，无法思考。其实，遇到诸如此类的“难解”物理题，如果能突破思维定势、打破常规、灵活转向、拓展思维，比如添加一条辅助

6、线、假设一个中间量、去除干扰因素、别岀心裁出奇招等等，我们对不少的所谓“难解”之题就能举重若轻，一挥而就。请看下面几例。例1•两个相同大小的金属板分别带有库，库的电量，测得两板间电势差U=10伏，求该电容器的电容。析与解：常见的电容器物理模型都是两板所带正负电荷的电量相等，求电容可直接用公式C=Q/Uo而本题两板所带的电量不等，对此很多学生认为“难解”。可见要解此题，需另辟蹊径。我们知道，如果电容器两板带有等量的同种电荷，两板间的电场强度处处为零。为此，设想使两板分别再带大小为库的电荷，则两板带有电量为库的种电荷。显然这种虚设效果使电容

7、器内电场强度保持不变，故由公式C=Q/U容易求电得C=（法拉）。例2.如图1所示，在仰角为的山坡上A,一炮弹以初速度Uo与水平方向角发射，弹头落在山坡上的B点，求AB间的距离？析与解：本题的运动过程是斜抛运动，因此如何分解斜抛运动是关键。常规思维是把斜抛运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的上抛运动，如果这样分解的话，求解过程将非常复杂。但若转换思维角度运用“等效思维”把此斜抛运动分解为沿抛出方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，就会使问题大为简化。如图1,过B点作竖直线BC,从A点沿U。方向作直线交BC于C点，则由几何知识

8、可知：AABC为等边三角形。设炮弹从A点到B点运动的时间为t,则根据匀速直线运动的规律根据自由落体运动的规律又由几何条件得由上面三个式子易求得AB之间的距离例3:如图3所示，站在汽车上的人用手推车的力为F,