运用反证法检验物体的受力分析
2013-09-16王莹
中小学实验与装备 2013年3期
王莹
反证法是通过证明或推理找出与论题相矛盾的反论题的错误,从而证明论题的正确。它是解决物理问题常用的一种方法。具体步骤:①将要证明的论题作出反论题成立的假设,即假设结论的各种反面正确;②从假设出发,利用已知条件,进行正确的推理,推导出反论题与论题互相矛盾之处;③指出反论题错误的原因,根据排除法确定出论题的正确结论。
正确分析物体的受力情况,是解决力学问题的前提,也是分析物理过程的关键环节。然而,有的学生往往在分析物体受力时,出现找错力、漏力、虚构力和重复力的情况。运用反证法能准确无误地把物体受到的所有力找出来。现列举以下几种反证方法。
1 利用力的本质来论证与论题相矛盾
例1 试分析从枪筒射出后并以速度v飞行的子弹的受力情况。
假设:子弹受到竖直向下的重力G;空气对它的摩擦阻力f,方向跟运动方向相反;枪筒的推力F,如图1所示。
2 运用物体所处的运动状态与论题
相矛盾 例2 如图2所示,A是斜面,B是水平垫板,O是静止在其上的圆柱体,试分析圆柱O的受力情况。
证明:由假设可知;圆柱体O受3个力作用,而这3个力的合力不可能为0。这3个力无法平衡,即圆柱不可能处于静止状态,则反论题与论题互相矛盾。由于重力方向是不变的,要使圆柱体静止,斜面A对它的支持力N1必须不存在。所以圆柱体的正确受力情况是受重力G和垫板B对它的支持力N2。
3 运用物理定律来论证与论题相矛盾
例3 物体A、B在外力的推动下在粗糙水平面上运动,A、B的材料相同,mA>mB,如图3所示。……
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