物理習題中的形同實異

　　在物理學習過程中，有些圖像題看似相同，實質卻大相徑庭，弄清這些問題的本質差異將有利于提高同學們分析問題解決問題的能力。
　　1.“動桿”和“定桿”問題
　　例1.如圖1所示，質量為m的物體用細繩OC懸掛在支架上O點，輕桿OB可繞B點轉動，求細繩OA中張力F大小和輕桿OB受力F大小。
　　分析：由于輕桿OB可繞B點轉動（即是“動桿”），因此細繩對輕桿OB的力一定沿著桿的方向，否則桿就不能平衡（即要發生轉動）。由于懸掛物體質量為m，因此繩OC拉力大小就等于mg，將這個拉力沿桿和AO方向分解，如圖2所示。由圖即可求得：F=，F=mgcotθ；又因為F與F大小相等方向相反，所以F=F=。答案：F=，F=mgcotθ。
　　例2.如圖3所示，水平橫梁一端A插在墻壁內，另一端裝有小滑輪B，一輕繩一端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質量為m＝10kg的重物，∠CBA＝30°，則滑輪受到繩子作用力為（）。
　　A．50NB．50N
　　C．100N D．100N
　　分析：由于桿AB不可轉動（即是“定桿”），因此桿所受彈力的方向不沿桿AB方向。由于B點處是滑輪，它只是改變繩中力的方向，并未改變力的大小，滑輪兩側繩上的拉力大小均是100N，夾角為120°，故滑輪受繩子作用力即是兩拉力的合力，如圖4所示。由圖可知，滑輪受到繩子作用力的大小為：F＝F＝mg＝100N，所以選項C正確。
　　點評：若桿能平衡，則“動桿”受到的彈力方向只能沿桿方向，“定桿”收到的彈力可以是任意方向。
　　2.分子力與分子勢能圖像
　　例3.如圖5所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于r軸上距原點為r的位置，虛線分別表示分子間斥力f和引力f的變化情況。實線表示分子間的斥力與引力的合力f的變化情況.若把乙分子由靜止釋放，則乙分子（）.
　　A.從r到r做加速運動，加速度先增大后減小
　　B.從r到r做加速運動，從r到r做減速運動
　　C.從r到r的過程中，分子勢能先減少后增加
　　D.從r到r的過程中，分子勢能一直減小
　　分析：圖5為甲乙分子間作用力f隨距離r的變化規律，圖6為甲乙分子間勢能E隨距離r的變化規律。f是矢量，乙分子從r到r的過程中，分子間作用力先增大后減小，由牛頓第二定律，加速度也先增大后減小，且在r處，分子力最大，加速度也最大；E是標量，乙分子從r到r的過程中，分子勢能一直減小。答案：AD。
　　點評：圖5和圖6很相似，學生不易區別，如乙分子從r到r的過程中，圖像變化趨勢相同，但f和E的變化規律卻相反，原因是f是矢量，E是標量，還有分子力f為零時（即r處），在圖5中，是曲線與r軸的交點，在圖6中，是曲線的最低點。
　　3.振動和波動圖像
　　例4.一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t=0時刻的波動如圖7（甲）所示。在甲乙兩圖中L、P振動方向分別如何？?搖?搖?搖?搖（沿y軸正方向、沿y軸負方向、沿x軸正方向）。若圖甲中某質點的振動圖像如圖乙所示，圖乙表示質點?搖?搖?搖?搖（從質點K、L、M、N中選填）的振動圖像。質點N的振幅是?搖?搖?搖?搖m，振動周期為?搖?搖?搖?搖s，該波的傳播速度為?搖?搖?搖?搖m/s。
　　分析：從甲乙兩圖的橫坐標可以看出，甲為波動圖像，根據“上坡下，下坡上”的方法，可以判定L點沿y軸正方向振動；乙為振動圖像，由振動規律可知P點沿y軸負方向振動。波沿著x軸正方向傳播，則L點振動方程為：y=0.8sinπtm，即如圖乙所示，振幅為0.8m；周期為4s；波長為2m；波速v==0.5m/s。答案：沿y軸正方向、沿y軸負方向、L、0.8m、4s、0.5m/s。
　　點評：波動圖像和振動圖像都是正余弦函數圖像，學生容易出現混淆，區別是兩圖橫軸物理意義不同，波動圖像的橫軸是位置坐標x，振動圖像的橫軸是時間t。