科学竞赛中有关合运动试题的处理方式

武术        2019-10-06   来源:嘉嘉漫画

   

本文所讲的合运动并非真正意义上的高中物理中的合运动和分运动的关系,为了便于教学,同时帮助学生构建一种解题模式,当学生遇到此类试题时,能快捷的使用这种方法。笔者自提的一个概念方法,下面结合竞赛试题说明。

1:一某商场有一自动扶梯,有一个人沿着开动(上行)的自动扶梯上楼时,数得走了16级,当他以同样的速度(相对于扶梯)沿开动(上行)的自动扶梯走下楼时,数得走了48级,则该自动扶梯的级数为        

解析:假设自动扶梯的级数为N,人沿着开动(上行)的自动扶梯看作合运动,我们把这个物理过程等效为两个分运动,即扶梯不动,人走了16级,然后人不动,扶梯走了(N-16)级,然后根据时间相等列出一条等式;他以同样的速度(相对于扶梯)沿开动(上行)的自动扶梯走下楼,看作合运动,我们把它等效为两个分运动,即人不动,扶梯向上把人送到高处,扶梯走了(48-N)级,然后扶梯不动,人向下走了48级,然后根据时间相等列出第二条等式。

2:如图所示,劲度系数为k1的轻质弹簧A一端固定在地面上并竖直放置,质量为m的物块压在弹簧A,用一细绳跨过定滑轮,一端与m相连,另一端与劲度系数为k2的轻质弹簧B相连。现用手握住弹簧B的右端使其位于c点时,弹簧B恰好呈水平且没有形变,将弹簧B的右端水平拉到d点时,弹簧A恰好没有形变。已知:K2<K1,cd之间的距离为?

 解析:弹簧B的右端水平c拉到d过程中弹簧A弹簧B同时在运动(合运动),我们等效为先弹簧B不动,弹簧A向上恢复原长,再弹簧A不动,弹簧B受到mg的拉力伸长 ,两个长度相加就是cd的距离   

3:如图所示,一条形磁铁固定于水平桌面上,在其正上方有一可自由移动的直导线。观察者俯视观察,当导线通有水平向右的电流时,则导线将如何运动(  )

A. 顺时针转动且向上  B. 顺时针转动且向下

C. 逆时针转动且向上  D. 逆时针转动且向下

解析:逆时针转动且向下(合运动)等效为:小磁针先水平逆时针转动;当导体转过90°时,然后竖直向下运动。

4:底面积为400cm2的圆柱形水槽内盛有适量的水,把质量为1kg、高为12cm、横截面积为100cm2的柱形物块用弹簧秤悬挂后浸入水中,柱形体下底面距水面2cm,如图甲所示。经观察弹簧秤的称量范围为0-10N,且刻度盘0N到10N之间长为10cm。(g=10N/Kg)求:

(1) 此时弹簧秤的示数;

(2) 向水槽内还要注入多少体积的水,弹簧秤的示数恰好为零?

解析:水时,水面上升的同时,圆柱体也在上升,最后弹簧秤的示数恰好为零(合运动)等效为,先圆柱体上升弹簧秤的示数为零,然后再水面上升直到产生的浮力等于圆柱体的重力

科学竞赛讲究方法,掌握方法,可以少刷题,有时间将陆续推出小众的科学解题方法,希望对学生有帮助.

作者:胡杨  乐成公立,中学高级,浙江省科学竞赛优秀指导师,温州市首届科学骨干教师,市命题大赛一等奖,教坛新秀,曾受聘温州名校竞赛重高指导师,长期专注,跟踪,研究科学竞赛指导,重高招生指导。多篇论文发表在国家级刊 

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