2025年高考物理習題中的變和不變
來源:網(wǎng)絡(luò)整理 2024-11-15 10:45:05
[趣味物理]物理習題中的變和不變
在物理問題中包含著許多“變”與“不變”的因素,從某種意義上講,認識到“變”與“不變”能夠找到正確解決問題的入手點。
例1:入射光線與鏡面的夾角是30度,反射光線與入射光線的夾角是;如果入射角變大,反射光線與鏡面的夾角將。
分析:反射光線、入射光線、法線在同一平面上,反射光線、入射光線分居在法線兩側(cè),反射角等于入射角(反射定律)。法線與鏡面垂直(夾角為90度),入射角應(yīng)為60度,根據(jù)反射定律,反射角等于入射角是60度,因此反射光線與入射光線的夾角應(yīng)該是120度。入射光線與鏡面夾角變大意味著入射角變小,因為反射角等于入射角,因此當入射光線與鏡面的夾角變大時,反射光線與鏡面的夾角變大。
本例中反射定律是解決問題的根據(jù),在問題中不變的是“反射角等于入射角”、“法線”;變化的是入射角。前一問提醒我們要找到入射角跟入射光線與鏡面夾角的關(guān)系;后一問則是在前一問的基礎(chǔ)上通過進一步分析得出的。
例2:一個放在水平面上的物體重500牛,現(xiàn)給它一個豎直向上的大小為300牛的拉力,此時物體受到的合力是多大?
分析:設(shè)想用300牛的豎直向上的拉力能否提起重500牛的物體?物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)時,我們說物體處于平衡狀態(tài)。處于平衡狀態(tài)的物體受到的合力大小為零。在給物體向上的拉力時,物體的運動狀態(tài)不會發(fā)生變化,它仍然保持靜止,因此它受到的合力為零(此時物體不是只受兩個力的作用,而是在三個力的作用下保持平衡)。我們給它向上的拉力起到了什么作用呢?靜止在水平面上的物體受到重力和水平面的支持力的作用。沒有給它向上的拉力時,物體受到的重力與支持力是一對平衡力(合力為零);當我們給它一個向上的拉力時,如果拉力小于物重,則水平面仍然會給它向上的支持力,隨著拉力的變大,支持力會逐漸變小,當拉力的大小等于物重時,水平面給物體的支持力會變?yōu)榱,此時物體只受到重力和拉力的作用;當拉力的大小大于物重時,物體受到的合力不再為零,方向為豎直向上,物體會豎直向上做加速運動(運動狀態(tài)發(fā)生變化)。
本例中,不變的是重力的方向、物重的大小、拉力的方向和大;變化的是物體對水平面的壓力和水平面給物體的支持力。
例3:在溫度為20℃的室內(nèi),把一只放在酒精中很長時間的溫度計從容器中取出,溫度計的示數(shù)將。
分析:把溫度計取出時,會有一些酒精仍然留在上面,這些酒精蒸發(fā)從溫度計上帶走熱量,使溫度計的示數(shù)下降,由于酒精很少,很快就會蒸發(fā)完,當酒精蒸發(fā)完,溫度計會從周圍吸熱,故示數(shù)又會上升。因此溫度計的示數(shù)應(yīng)該是先下降后上升。
物理問題中的“變”往往與物理規(guī)律相關(guān)聯(lián);“不變”往往與標準、概念相關(guān)聯(lián)。在遇到問題時明確什么“變”和什么“不變”。
例4:要想使幻燈機在屏幕上所成的畫面大一些,應(yīng)該怎樣調(diào)節(jié)?
簡析:幻燈機是利用凸透鏡成放大、倒立、實像的原理制成的,幻燈機鏡頭相當于一個凸透鏡,且它的焦距保持不變。根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律,凸透鏡成實像時,像越大則像離透鏡越遠、物離透鏡越近(越靠近焦點),即:要使像變大,則像距應(yīng)變大且物距應(yīng)變小。如果要使畫面大一些(結(jié)果);應(yīng)該使幻燈機到屏幕的距離變大、同時使幻燈片到鏡頭的距離變。ㄔ颍。
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