力學(xué)和電學(xué)中動(dòng)態(tài)問題的分析思路及方法

1、2、安徽鳳陽中學(xué)校，安徽省鳳陽縣233100

3、南京樹人國際學(xué)校，江蘇省南京市210003

在杠桿和電表示數(shù)及功率變化問題中經(jīng)常會(huì)遇到動(dòng)態(tài)問題的分析與判斷，同學(xué)們大都感到無從下手。現(xiàn)舉例子說明動(dòng)態(tài)問題的分析思路和方法。

1杠桿類動(dòng)態(tài)問題的分析

例1如圖1所示，用垂直與杠桿的力F，將杠桿從位置A勻速提升到位置B的過程中，F(xiàn)的大小變化情況是（ ）

A.變大。B.變小。

C.不變。D.無法判斷。

分析在杠桿類的動(dòng)態(tài)問題中，都涉及到杠桿原理，這就要求我們首先根據(jù)題意列出杠桿平衡條件的式子，如此題中F×L₁=G×L₂；然后再分析在動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂這四個(gè)物理量中，哪個(gè)量不變，哪個(gè)量怎么變。此題中，L₁、G不變，在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中L₂變小。最后根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)判斷所求量的變化情況。所以選擇B。

例2如圖2所示，用方向不變的力F，將杠桿從位置A勻速提升到位置B的過程中，F(xiàn)的大小變化情況是（ ）

A.變大。B.變小。

C.不變。D.無法判斷。

分析第一步根據(jù)杠桿原理列出式子：F×L₁=G×L₂。

第二步分析各個(gè)量的變化情況：G不變，L₁、L₂變小，考慮到相似三角形知識(shí)，得：

第三步，確定F的變化情況：F大小不變。選C。

例3如圖3所示，在輕質(zhì)杠桿的D點(diǎn)掛一重物，C點(diǎn)系有一輕繩，繩的另一端可在弧形軌道AB上無摩擦滑動(dòng)，在整個(gè)滑動(dòng)過程中杠桿一直保持水平，則繩從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過程中，C點(diǎn)所受拉力的變化情況是（ ）

A.不變。B.逐漸變大。

C.逐漸變小。 D.先變大再變小。

E.想變小再變大。

分析第一步列出式子：F×L₁=G×L₂ 。

第二步分析各個(gè)量的變化情況：L₂不變（=OD），G不變，F(xiàn)的力臂L₁先變大，（當(dāng)AC與OC垂直時(shí)達(dá)到最大）再變小。

第三步，確定F的變化情況：F先變小再變大，故選E。

2電學(xué)中的動(dòng)態(tài)問題分析

在電學(xué)中經(jīng)常為了保護(hù)電路和改變電路中的電流大小等原因要接入滑動(dòng)變阻器，在滑片P移動(dòng)的過程中電路的儀表示數(shù)會(huì)發(fā)生改變，用電器的功率也會(huì)隨之發(fā)生改變。運(yùn)用所學(xué)習(xí)的物理知識(shí)解決此類問題時(shí)，選擇正確的解題思路是關(guān)鍵，在問題解決的過程中有時(shí)需要采用轉(zhuǎn)換的思想方法。

例4如圖5所示的電路中，閉合S，當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，可看到的現(xiàn)象是。

分析燈L與電阻R串聯(lián)，電流表測(cè)量電路中的電流，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，P向左滑時(shí)，R接入電路中的電阻變小，R總變小，根據(jù)歐姆定律I變大，U_L變大（燈變亮），U_R變小（電壓表示數(shù)變小）。

例5如圖5所示電路，當(dāng)S閉合時(shí)，P向左移動(dòng)，兩電表示數(shù)的變化值的大小關(guān)系是。

分析R₁、R₂、R₃串聯(lián)接入電路，電壓表(V)測(cè)量R₁兩端的電壓，(V1)測(cè)R₃兩端的電壓。P向左移動(dòng)時(shí)，R₃接入電路中的電阻變小，I變大。（此時(shí)的關(guān)鍵是：分析定值電阻兩端的電壓變化情況）在力學(xué)、電學(xué)動(dòng)態(tài)問題分析中，一定要抓住不變的量，按照上面分析的步驟一步一步分析，不可以跟著感覺走。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。