高中教材不要求但高考解题时非常好用的物理知识

作为物理老师,教了十几年的高三,其实还是会教学生一些比较方便他们解题的一些方法公式。最近同学们也经常私信我问:老王啊,有什么一些对解题比较有用的结论或者方法吗?于是上星期开了一节直播公开课,讲有哪些高中教材不要求但高考解题时非常好用的物理知识。

内力公式巧解连接体问题

1、内力公式

我们先看一个问题。

假设物体m1,物体m2中间拉着一根杆,一个力F拉着整体走,求此时杆上的拉力T是多少?

假设地面时光滑的(其实有没有也无所谓,接着看会讲到)

可以列出式子:

那如果有摩擦呢?

其实不妨碍,为什么?

减去摩擦力,列出公式可以求T

加速度连接体内力的求解在历年高考中均有所涉及,一般采用整体隔离法解题,但是过程繁琐,尤其在面对选择题时有“小题大做”之嫌,我们对该类问题的解题规律作了细化推导和归纳,总结得出内力公式,可以极其简捷的得出答案。

何为内力?如果施力物体和受力物体全在规定的系统中,把这样的力称为内力。

再看一道例题

如图2所示,光滑水平面上质量分别为m1和m2的两物体用轻绳相连,在外力F1和F2的作用下一起向左做加速运动,求轻绳上的拉力T?

由于环境力并不影响计算结果,因此我们可以将此规律推广到粗糙地面、斜面等环境下。还有一道例题:

如图4所示,光滑水平面上质量分别为m1和m2的两物体用轻杆相连,在外力F1和F2的作用下一起做加速运动,求轻绳上的拉力T?

分析总结:为了便于理解,我们对⑨式的分子总结一句口诀:交叉相乘再相减然后取绝对值。

小结:

通过例题我们得到了三个求连接体内力的公式①②③,但是我们发现③包含②包含①,因此我们将公式③称作共加速度连接体的内力公式,对于简单问题可以应用公式①和②求解。复杂问题需要使用公式③求解,使用该公式的关键是要规定正方向,因为我们无法确定连接体内力的方向,另外环境力存在时不影响内力公式的使用。

 

2、内力公式解决叠块模型中的静摩擦力问题

具体看例题:

有两个物块m1,m2,m2有一个向右的力F,现在,地面是有一个摩擦μ1,上表面有摩擦μ2,要想满足,拉动m2连带着m1往前走,求F满足的条件?

像这种类型的问题,我们有两种解法,第一种解法就是特殊值,你说我们这个时候上表面所能够达到最大对应物块的加速度应该是个μ2g,然后按照根据最大静摩擦去算,这个方法其实并不是特别好。

比较好的方法呢,我们可以先来算出它的静摩擦力的一般表达式。

什么意思呢?我们先来做初步分析转化如图。

转化其实是所讲过的这个模

 

交叉相乘再相加

式子这样就能出来了。然后再简单解,就能出来结果了。

其实这里有个类似的题,14年江苏高考:

还有更多经典例题在视频可以观看到,欢迎观看。

虽说整体隔离法是求解连接体内力的惯用方法,但是该方法步骤繁杂,不利于解题。运用内力公式可速解加速度相同的连接体系统内力,连接体不仅仅局限于绳连、杆连、弹簧连等普通连接体,高考中更多可应用于叠块模型中,除此之外还可应用于符合条件的气缸问题、电磁感应安培力的求解等。总之,内力公式可速解共加速度连接体问题的内力。

还有更多好用的结论可以关注老王,持续更新。

文稿来源:王羽物理

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