解物理綜合題的技巧

袁智松

(貴州省遵義市第十八中學(xué) 563000)

一、有效運(yùn)用圖像：圖像能清晰直觀的反映出物體的運(yùn)動特征，過程簡單易懂.

例1 在一個淺色的足夠長的傳送帶上放上一個小煤塊，這個煤塊可以被看做質(zhì)點，傳送帶與地面平行.已知傳送帶和煤塊之間的動摩擦因數(shù)用μ表示，在時間t=0的時刻，煤塊和傳送帶的速度都等于零.從此刻開始，讓傳送帶開始運(yùn)動，并且保持恒定不變的加速度a0，當(dāng)傳送帶的速度大小等于v0之后就讓傳送帶保持v0這個速度一直做勻速直線運(yùn)動，當(dāng)經(jīng)過一段時間以后，這個小煤塊的黑色印記留了一段在淺色的傳送帶上面，這時煤塊相對于傳送帶靜止了，請求出黑色印記的長度是多少？

分析根據(jù)題目所給的條件可以知道：1.這道題要求的是煤塊和傳送帶之間的相對滑動的距離，煤塊和傳送帶在傳送帶開始運(yùn)動以后再次達(dá)到相對靜止之前，兩者肯定發(fā)生了相對滑動；2.煤塊有速度所以相對于地面做的是勻加速直線運(yùn)動，但是由于有摩擦力的影響，煤塊的加速度一定不會大于等于傳送帶的加速度；3.在傳送帶保持以速度v0做勻速運(yùn)動時，相對于傳送帶，煤塊還是會保持滑動；4.當(dāng)煤塊的黑色印記沒有留存在傳送帶上的時候，即煤塊和傳送帶發(fā)生相對靜止，也就是說明傳送帶的速度和煤塊的速度達(dá)到一致.

假設(shè)煤塊和傳送帶在沒有開始運(yùn)動的時候的接觸的點是點Q，在經(jīng)過t1時間以后，Q點從靜止開始保持加速度a0不變的勻加速到速度等于v0的時候，在經(jīng)過t2時間以后，煤塊也從靜止開始保持加速度a不變的加速到v0，這時用l來表示Q點與煤塊的相對滑動的距離，那么就有：v0=a0t1，且v0=at2.

由牛頓第二定律可知，將煤塊作為研究對象，則有：a=μg，將煤塊和傳送帶的速度-時間(v-t)圖像表示出來，如圖1所示，根據(jù)圖像可以看出，在t=0到t=t2這段時間之內(nèi)，Q點先在0～t1這段時間做勻加速運(yùn)動，然后在t1～t2這段時間做勻速運(yùn)動，這兩段時間的圖像分別用圖1中的OM和MN這兩段圖線表示；煤塊一直做勻加速運(yùn)動的階段就用圖1中的圖線ON表示出來，傳送帶與煤塊達(dá)到一致的速度v0的時候是時間t=t2這個時刻.那么圖1里面陰影部分的面積大小就是我們需要求解的黑色印記的長度l：

圖1

根據(jù)以上分析就可以列出以下式子：

解之得：

評析物理學(xué)中很多物理過程都是多變的，牽扯到的規(guī)律也十分廣，如果全靠分析的話，解題就會出現(xiàn)思路繁多但解不出來的境地，計算量也會增加.因此我們在解答物理題目時，需要找出能映射出某些特點和規(guī)律的函數(shù)圖像例如速度—時間圖像、力—時間圖像和力—位移圖像等等，有許多分析起來十分復(fù)雜的物理過程通過圖像呈現(xiàn)就能變得十分清晰明了，最后再結(jié)合圖像的性質(zhì)和特點求解就可以得出正確的答案.

二、合理運(yùn)用補(bǔ)償法

例2 有一個物體A，其質(zhì)量是m1，這個物體A和處于地面的物體B之間有一個輕質(zhì)彈簧連接，物體B的質(zhì)量用m2表示，彈簧的勁度系數(shù)用k表示，此時物體A、B都保持靜止，將一根沒有彈性的輕繩通過輕滑輪，輕繩的一側(cè)與物體A相連接，將另一側(cè)連接一個輕的掛鉤，如圖2所示，最開始的時候圖中的每一段繩子都是伸直的狀態(tài)，輕繩在物體A上方的一段是保持豎直狀態(tài)的.現(xiàn)在要將一個物體C掛在掛鉤上，然后在物體C靜止的時候開始釋放，已知物體C的質(zhì)量是m3，并且物體C剛好能讓物體B離開地面卻又不保持繼續(xù)上升.如果把物體C用另外的一個物體D替代，且物體D的質(zhì)量剛好等于(m1+m3)，依舊保持從靜止?fàn)顟B(tài)的時候從題目中的初始位置放下，那么請問這次物體B恰好離開地面時物體D的速度是多大？已知g表示重力加速度.

圖2

分析最初的時候，物體A和物體B都是靜止不動的，假設(shè)這個時候的彈簧的壓縮量用x1表示，以物體A作為研究對象，根據(jù)平衡的相關(guān)條件可以得到：

kx1=m1g

①

當(dāng)輕鉤掛上物體C并且開始釋放以后，物體C就會開始向下運(yùn)動，與此同時物體A開始向上運(yùn)動，假設(shè)用x2表示物體B剛好要離開地面的時候所對應(yīng)的彈簧的伸長量，那么以物體B作為研究對象就有以下式子：

kx2=m2g

②

根據(jù)題目分析，物體B恰好離開地面但是不能再繼續(xù)上升，說明這個時候物體A和物體C都保持靜止不動了，即這兩者的速度等于0，并且此時物體C已經(jīng)處于最低的位置了.

那么根據(jù)以上的分析，將①式和②式相結(jié)合就可以得出彈簧的總的形變量是多少，也就相當(dāng)于求解出物體A上升的距離是：

③

根據(jù)題目所給出的信息，用物體D代替物體C以后，仍然保持從題目所說的位置從速度等于0開始釋放，將第一次釋放物體C和第二次釋放物體D作對比就可以知道，物體D和物體C都會讓物體B離開地面，因此經(jīng)過兩次釋放彈簧的彈性勢能的增加量都相等，因為彈簧的總體的形變量是一致的，因為替代而減少的原有的物體D和物體A的總的動能的增加量就剛好與物體D里面質(zhì)量是m1的這部分的重力勢能的減少量m1gh相抵消，也就有：

④

結(jié)合③式和④式就可以得到：

評析使用能量補(bǔ)償?shù)姆椒ń獯痤}目，不但能快速求解出答案，并且解題過程也十分清晰明了，物理過程的分析也不會復(fù)雜難以明確，對于物理現(xiàn)象的理解也能更加深入，有利于提高學(xué)生思維的靈動性.在實際使用此法解答題目時，切記要認(rèn)真細(xì)致的分析題目所表達(dá)的意思，再進(jìn)一步判斷此題是否真的符合使用補(bǔ)償法的條件，一般來說同一物體得不同部分時就可以使用補(bǔ)償法.因為追求簡潔而生硬的使用補(bǔ)償法是解題的大忌.