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巧用假设法,妙解物理题

2017-06-15江苏省如东县掘港高级中学226400

数理化解题研究 2017年1期
关键词:拉力结论物体

江苏省如东县掘港高级中学(226400)

樊卫丰●

巧用假设法,妙解物理题

江苏省如东县掘港高级中学(226400)

樊卫丰●

假设法在高中物理的解题中运用比较灵活,在选择填空题中广泛应用,掌握好对学生解题能力的提高有很大帮助.本文结合具体例题着重讲解了模型假设、状态假设和结论假设三种假设法的具体应用.

假设法;高中物理;应用

假设法是在求解问题时,根据题目条件推出几种可能出现的情况或结果,假设其中一种或几种成立,再结合题目条件进行推演运算,验证假设是否成立.假设法的运用灵活广泛,物理量、物理过程、物理情景等都可以假设.运用假设法能够达到化难为易,化繁为简的目的,并且能帮助学生突破思维障碍,找到新的解题思路和方法.

一、模型假设

高中物理中有许多常见的物理模型,比如斜面模型、连接体模型、叠加体模型、弹簧模型、传送带模型等.每个模型都有各自的特点和特殊的处理应对技巧,学生在平时的解题中要不断总结规律,在解题时准确把握各模型的假设条件,建立相应的物理模型进行求解.

图1

例1 如图1所示,质量m1=2 kg的甲物体和质量m2=3 kg的乙物体叠放在桌面上,甲乙间的动摩擦因数μ1=0.6,物体乙和水平桌面的动摩擦因数μ2=0.5,现用水平拉力F作用在物体乙上,使两物体一起沿水平方向向右作匀加速直线运动,若F在运动过程中突然变为0,则甲在水平方向的受力大小和方向为____.

解析 在F突然消失时,甲的运用状态未知,可以先假设甲乙一起向右作匀减速运动,易求出减速运动的加速度,再根据牛顿定律求出甲所受的力的大小,若求出的力小于最大静摩擦力,假设成立,反之,假设不成立.由于甲乙组成的整体只受摩擦阻力作用,加速度的大小为a=μ2g=5 m/s2,甲所受的摩擦力为F=m1a=10 N,fmax=μ1mg=12 N,F

点评 运用模型假设,可以快速将陌生的题目转化为我们熟悉的物理模型,避开复杂的分析和判断过程,实现快速、高效、准确的求解.

二、状态假设

状态假设常用于临界问题的判断,与极限法一起使用,通过假设物理过程的极限状态,找出各物理量的总体变化趋势,而避免了复杂物理过程中的分析和讨论.由于状态假设只取特殊时刻的特殊状态,忽略了物理过程中的具体变化,要注意状态假设在具体题目中的使用条件.

例2 如图2所示,细线OA与竖直方向成45°角,细线OB水平,OC下方悬挂一重物,已知OA能承受的最大拉力为10N,OB能承受的最大拉力为5N,OC能承受足够大的拉力,求所能悬挂的物体的最大重力.

图2 图3

点评 本题也可以假设OB先断裂,得出此时OA未断裂,假设成立.在解题时若有多种可能,可以按方便求解的方向假设,这样会使求解过程更简洁.学生也可以在用假设法解题后,运用一般方法进行论证,加深印象,深刻认识运用假设法解题的方便性和准确性.

三、结论假设

在解决物理问题时,不仅可以对物理过程、物理变量作假设,也可以对结论进行假设.结论假设就是在分析题目条件的基础上,先对物理问题的答案进行猜测,再结合自己掌握的物理知识进行计算,得到与假设相同或者相反的结论,与数学中的反证法十分相似.

图4

点评 结论假设在圆周运动、绳环模型和球杆模型中也经常使用.常用于判断物体能否到达最高点,以及物体在最高点所受拉力或者支持力的方向.

在运用假设法解题时,要大胆创新,突破思维局限,打开解题思路,灵活地运用假设法.相比其他方法纷繁复杂的讨论和分析,假设法在解决开放性问题时有不可替代的作用.学生在应用假设法时要牢牢抓住两个思路,一是假设条件,推出结论,一是假设结论,反推条件.最终判断假设是否成立,解决问题.

G632

B

1008-0333(2017)01-0073-01

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