內(nèi)力高考題 物理合力分力解題技巧

物理里，內(nèi)力和外力有什么界限？完全非彈性碰撞需要具備的條件是什么？2011年的物理高考題第九題感覺錯(cuò)了，來個(gè)高手給解釋下，急求2011年山東省文綜高考題，高1物理合力最值問題怎么求解？云龍地縫形形成的內(nèi)力和外力分別是。

本文導(dǎo)航

• 物理中如何判斷彈性碰撞
• 1990年高考物理試題及答案
• 2014高考山東文綜答案
• 物理合力分力解題技巧
• 云龍地縫是什么地貌

物理中如何判斷彈性碰撞

第一個(gè)問題：重力是外力還是內(nèi)力，或者是在什么情況下是外力或內(nèi)力？

首先任何一個(gè)物理問題都要選定一個(gè)研究對(duì)象或選定一個(gè)系統(tǒng)

所以內(nèi)力還是外力是由你所選定的研究對(duì)象或系統(tǒng)所決定的。

以萬有引力為例：

看一個(gè)鐵球與地球的萬有引力問題

若以鐵球?yàn)檠芯繉?duì)象，則鐵球受到的萬有引力是外力

若以地球?yàn)檠芯繉?duì)象，則地球受到的萬有引力是外力

若選地球和鐵球?yàn)橐粋€(gè)系統(tǒng)（這樣選是完全可以的），則鐵球與地球這間的萬有引力是內(nèi)力。

由于重力是一個(gè)特指，是指物體受到地球的吸引力（實(shí)際上是萬有引力的一個(gè)分力），所以重力這個(gè)概念提出時(shí)就已默認(rèn)了選這個(gè)物體為研究對(duì)象，對(duì)于這個(gè)物體受到的重力顯然是外力。也是由于這個(gè)原因，我才用萬有引力舉的例子。

第二個(gè)問題：一般高中物理里，哪些題型是完全非彈性碰撞，哪些是彈性碰撞？

這個(gè)要自己分析：

兩個(gè)物體相碰，如果最后兩者達(dá)到共同速度則是完全非彈性碰撞（例如：兩個(gè)物體碰撞后粘在一起了，由于粘在一起了，所以碰撞后一定達(dá)到共同速度，因此是完全非彈性碰撞）；

彈性碰撞的判斷要麻煩點(diǎn)，一般要計(jì)算一下碰撞前后能量有沒有損失。

1990年高考物理試題及答案

分析方法是這樣的，將綢緞拉直，在綢緞上，M收到向左的恒力，m也是，只是大小是左大右小

2014高考山東文綜答案

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物理合力分力解題技巧

處于共點(diǎn)力作用下物體平衡的分析及求解湖南衡東歐陽遇實(shí)驗(yàn)中學(xué) 陽其保 421411一、共點(diǎn)力作用下的平衡狀態(tài)

1. 兩種狀態(tài)： A. 靜止，B. 勻速直線運(yùn)動(dòng)

2. 兩個(gè)基本特征：

　A. 運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：速度為0或速度不變。

　B. 動(dòng)力學(xué)特征：物體所受的合外力為0，（即平衡條件）

二、求解共點(diǎn)力平衡的基本步驟：

1. 正確畫出受力分析圖。

　　受力分析方法：A. 整體法和隔離法（區(qū)分內(nèi)力和外力）

　　　　　　　　　B. 假設(shè)法（判定彈力、摩擦力的有無和方向）

2. 合理建立坐標(biāo)系，對(duì)不在坐標(biāo)軸上的力進(jìn)行分解。

3. 利用力的分解和合成求合力，列平衡方程。

4. 解方程。

三、求解共點(diǎn)力平衡的基本方法：

1. 力的正交分解法：此方法適用于三個(gè)以上共點(diǎn)力作用下物體的平衡，注意合理選取坐標(biāo)系，盡可能使落在坐標(biāo)軸上的力多一些，被分解的力盡可能是已知力，不宜分解待求力。

2. 力的合成、分解法：對(duì)于三力平衡，可根據(jù)結(jié)論："任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向"，借助幾何知識(shí)求解。對(duì)于多個(gè)力的平衡，可利用先分解再合成的正交分解法。

3. 矢量三角形法：物體受同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力作用下平衡時(shí)，這三個(gè)力的矢量箭頭首尾相接，構(gòu)成一個(gè)矢量三角形，利用三角形法，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)求得未知力。此種方法直觀、簡便，但它僅適于三力平衡。

4. 相似三角形法：即找一個(gè)與矢量三角形相似的三角形，利用幾何知識(shí)求解。

5. 正弦定理法：三力平衡時(shí)，三個(gè)力可構(gòu)成一封閉的三角形，若由題設(shè)條件尋找到角度關(guān)系，則可用正弦定理列式求解。

四、平衡問題中的臨界與極值問題。

1. 臨界狀態(tài)：是從一種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物理現(xiàn)象，或從一物理過程轉(zhuǎn)入到另一物理過程的轉(zhuǎn)折狀態(tài)。臨界狀態(tài)也可理解為"恰好出現(xiàn)"和"恰好不出現(xiàn)"某種現(xiàn)象的狀態(tài)。

　　常見的臨界狀態(tài)有：

　　A. 兩接觸物體脫離與不脫離的臨界條件是相互作用力為0（主要體現(xiàn)為兩物體間的彈力為0），

　　B. 繩子斷與不斷的臨界條件為作用力達(dá)到最大值，彎與不彎的臨界條件為作用力為0；

　　C. 靠摩擦力連接的物體間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)或相對(duì)靜止的臨界條件為摩擦力達(dá)到最大。

　　研究的基本思維方法：采用假設(shè)推理法。

2. 0極值問題：是指研究平衡問題過程中某物理量變化時(shí)出現(xiàn)的最大值或最小值，中學(xué)物理的極值問題可分為簡單極值問題和極值條件問題，區(qū)分的依據(jù)就是是否受附加條件限制。

　　處理極值問題的兩種基本方法：

　　A. 解析法：根據(jù)物體的平衡條件列方程，通過數(shù)學(xué)求極值的方法求極值。思維嚴(yán)謹(jǐn)，但有時(shí)運(yùn)算量比較大，相對(duì)來說較復(fù)雜。

　　B. 圖解法：即根據(jù)物體的平衡條件作出力的矢量三角形，然后由圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，確定最大值和最小值。 此法簡便、直觀。

　　通常可利用幾何極值原理：如圖：三角形一條邊a的大小和方向都確定，另一條邊b只能確定其方向（即a、b間的夾角θ角確定），欲求第三邊的最小值，則必有c垂直于b，且c=asinθ。

　　例1 (2003 年全國高考卷·19題)如圖所示，一個(gè)半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為 α=60°．兩小球的質(zhì)量比m2/m1為

　　解析：本題若采用整體法，因 為繩與碗口處的彈力未知無法得解，故應(yīng)該用隔離法。

　　對(duì)m2進(jìn)行受力分析可知T=m2g,

　　對(duì)m1進(jìn)行受力分析，如圖所示．

　　由幾何知識(shí)有：θ=α / 2

　　由共點(diǎn)力的平衡條件得

　　　　Tcos(α / 2)+N cos(α / 2)=m1g

　　　　Tcosα=N cosα

　　解得: 　

　　正確答案：A

　　點(diǎn)評(píng)：本題的解題關(guān)鍵是利用正交分解法列平衡方程，正交分解法解物體的平衡是基本方法，必須熟練掌握。

　　例2 ．三根不可伸長的相同的輕繩，一端系在半徑為r0的圓環(huán)1上，彼此間距相等，繩穿過半徑也為r0的圓環(huán)2，另一端同樣等間距地系在半 徑為2r0的圓環(huán)3上， 三個(gè)圓環(huán)環(huán)面平行．環(huán)心在同一豎直線上，如圖所示．環(huán)1固定在水平面上，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，試求第2個(gè)環(huán)中心與第3個(gè)環(huán)中心之間的距離（三個(gè)環(huán)都是用相同的金屬絲制作的，摩擦不計(jì)）。

　　解：由于對(duì)稱，三根輕繩中張力相同，設(shè)為T，如右圖所示，若環(huán)2重為G，則可得環(huán)3的重力為2G，對(duì)環(huán)2、3整體平衡有3T=G+2G，即有：T=G

　　隔離環(huán)3，由平衡條件得：3Tsinθ=2G

　　則：sinθ=2/3

　　即：

　　所以環(huán)2、3間間距

　　點(diǎn)評(píng)：本題雖為全俄競賽題，物理情景有所變換，但處理的方法仍是基本的隔離法與整體法的應(yīng)用，注意在利用整體法時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)力與外力的區(qū)別，同時(shí)，因避開了系統(tǒng)的內(nèi)力，使得解題更合理，更簡便。是解物體平衡的常用方法。

　　例3．如圖所示，三角形木塊放在傾角為θ的斜面上，若木塊與斜面問動(dòng)摩擦因數(shù)μ＞tanθ，則無論作用在木塊上豎直向下的外力F多大，木塊都不會(huì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做"自鎖"．試證明之。

　　證明: 當(dāng)F作用在物體上時(shí)， 物體所受外力沿斜面向下的分力為：(F+mg)sinθ

假設(shè)物體下滑,則沿斜面向上的滑動(dòng)摩擦力為:

　　μ(F+mg) cosθ

　　由μ＞tanθ可得μ(F+mg) cosθ＞(F+mg) sinθ

即物體所受的滑動(dòng)摩擦力總大于物體沿斜面向下的分力,所以物體不會(huì)滑動(dòng),出現(xiàn) "自鎖"現(xiàn)象。

　　點(diǎn)評(píng)：本題是假設(shè)法在解物體平衡中臨界問題的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是能否找出物體滑動(dòng)的臨界條件：沿斜面 向下的分力大于滑動(dòng)摩擦力，并能巧用假設(shè)法列出相應(yīng)的關(guān)系式。

　　例4：如圖所示，把一個(gè)球放在AB和CD兩個(gè)與紙面垂直的光滑板之間，保持靜止，AB板固定不動(dòng)，與水平面間的夾角為α，CD板與AB板活動(dòng)連接，CD板可繞通過D點(diǎn)的并垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在θ角緩慢地由0°增大到90°的過程中，AB板和CD板對(duì)球的支持力的大小如何變化？

　　 解法一：正交分解法：

　　球的受力如右圖所示，球在重力G、AB板的支持力F1、CD板的支持力F2這三個(gè)力作用下保持平衡，利用幾何關(guān)系知F1與豎直線夾角為α， F2與豎直線夾角為θ，根據(jù)平行四邊形定則，將F1、F2分解為水平、豎直方向的分力，則由平衡條件有：

　　F1sinα=F2sinθ

　　F1cosα+F2cosθ=G

　　聯(lián)立以上兩式得：

　　F1=G/（cosα+sinαcotθ）

　　F2=Gsinα /sin(α+θ)

　　故當(dāng)α一定、θ由0°逐漸增大到90°的過程中，因cotθ減小，故F1一直增大，當(dāng)α+θ=90°時(shí)，sin（α+θ）最大為1，故F2最小值為Gsinα，所以F2先減小后增大。

　 　解法二：圖解法：

　　如右圖所示，根據(jù)平行四邊形法則，作出F1、F2的合力F，由平衡條件可知，F(xiàn)與G等大反向。在α角一定，F(xiàn)方向豎直向上的情況下選取平行四邊形的一半，可得一矢量三角形，當(dāng)θ由0°增大到90°的過程中，由圖可知，F(xiàn)1一直增大，F(xiàn)2先減小后增大，當(dāng)α+θ=90°，即CD板垂直AB板時(shí)，F(xiàn)2最小，且F2min=Gsinα

　　點(diǎn)評(píng)：在用解析法和圖解法求解物體平衡中有關(guān)力的變化中，圖解法能直觀反映各力的變化情況，而解析法 通常要涉及三角函數(shù)的知識(shí)，相對(duì)較為復(fù)雜，在定性判定力的變化時(shí)宜采用圖解法。

　　例5．如圖(I)所示，一根輕繩上端固定在Ｏ點(diǎn)，下端拴一個(gè)重為G的鋼球，球處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)對(duì)球施加一個(gè)方向向右的外力F，使球緩慢偏移，在移動(dòng)中的每一個(gè)時(shí)刻，都可以認(rèn)為是處于平衡狀態(tài)．如果外力F方向始終水平，最大值為2G，在此過程中，輕繩拉力T的大小的取值范圍是____________。在圖(Ⅱ)中畫出T與cosθ的函數(shù)關(guān)系圖象。

　　解：鋼球受重力G、繩拉力T、及水平向右的外力F作用下處于平衡狀態(tài)，所以有： F=Gtanθ ，又因?yàn)椋? ≤ F ≤ 2G，

　　所以：0 ≤ θ ≤ arctan2

　　即： ，又因?yàn)椋篢=G/cosθ

　　則有?img src="06.gif" width="91" height="24" align="absmiddle"> ，T-cos θ 圖象如右圖所示。

　　點(diǎn)評(píng)：當(dāng)物體在緩慢運(yùn)動(dòng)過程中，可視為平衡狀態(tài)。為得出兩物理量的圖象關(guān)系，可先由平衡條件求得其函數(shù)關(guān)系式，（注意對(duì)應(yīng)的最大值和最小值），再由數(shù)學(xué)知識(shí)畫出圖象。

　　例6：如圖所示在半徑為R的光滑半球面上高為h處懸掛一定滑輪，重力為G的小球用繞過滑輪的繩子被站在地面上的人拉住，人拉動(dòng)繩子，在 從與球面相切的某點(diǎn)緩慢運(yùn)動(dòng)到接近頂點(diǎn)的過程中，試分析小球?qū)Π肭虻膲毫屠K子的拉力如何變化？

　　解：如圖所示，小球的重力G與兩分力F1和F2 構(gòu)成三角形，各線段組成的三角形與各力組成的三角形相似，

　　有：F2/L=G/（h+R）， 即F2=GL/（h+R）

　　 因G和（h+R）不變，拉小球時(shí)繩長L減小，F(xiàn)2減小，而F2同繩拉力大小相同，故繩拉力減小。

　　同理有：F1=RG/（h+R），式中R、G、h各量不變，F(xiàn)1不變，而F1與小球?qū)Π肭虻膲毫Υ笮∠嗤?，故小球?qū)Π肭虻膲毫Σ蛔儭?/p>

　　點(diǎn)評(píng)：在畫出力的合成與分解圖時(shí)，要注意幾何知識(shí)的運(yùn)用，此題應(yīng)用相似三角形求解，對(duì)于定性分析某 一些力的變化很直觀、而且簡便。

　　例7：如圖所示，將一條輕而柔軟的細(xì)繩一端拴在天花板上的A點(diǎn)，另一端拴在豎直墻上的B點(diǎn)，A和B到O點(diǎn)的距離相等，繩的長度是OA的兩倍．一質(zhì)量可忽略的動(dòng)滑輪k，滑輪下懸掛質(zhì)量為m的重物．設(shè)摩擦力可忽略，現(xiàn)將動(dòng)滑輪和重物一起掛在細(xì)繩上，在達(dá)到平衡時(shí)，繩所受的拉力是多大?

　　解：平衡時(shí)，如下圖用FT1、FT2、L1、L2以及θ1、θ2

分別表示兩邊繩的拉 力、長度以及繩與水平面之間的夾角．

因?yàn)槔K與滑輪之間的接觸是光滑的，故有：

　　FT1－FT2=FT。

　　由水平方向的平衡可知　FT cosθ1=FTcosθ2，即θ1=θ2=θ

　　由題意與幾何關(guān)系可知 ：L1+L2=2s (OA距離設(shè)為s) ?、?

　　　　　　　　　　　　　L1 cosθ+L2cosθ=s 　　　　　②

　　由①、②式得 cosθ=1/2 θ=60°

　　由豎直方向力的平衡可知　2FT sinθ=mg，所以

　　 點(diǎn)評(píng)：本題應(yīng)注意隱含條件的挖掘，即同一段繩中各處的張力相同（不計(jì)重力），然后由對(duì)稱性進(jìn)行求解，此結(jié)論一定是記住。

　　例8：如圖所示，物體的質(zhì)量為2 kg，兩根輕繩AB和AC一端連接于豎直墻上，另一端系于物體上，在物體上另施加一個(gè)方向與 水平線成θ=60°的拉力F，若要使繩都能伸直，求拉力F的大小范圍（g=10m/s2）

　　解：作出A受力圖，如力所示，由平衡條件得：

　　Fsinθ+T1sinθ－mg=0

　　Fcosθ－T2－T1cosθ=0

　　由以上兩式可得：F= mg/ sinθ－T1

　　F=T2/2cosθ+ mg/2 sinθ

　　要使兩繩都能繃直，則有T1≥0，T2≥0

　　所以F有最大值：

　　　　　最小值：

　　即有：　

　　點(diǎn)評(píng)：本題是平衡中臨界條件及極值問題的綜合，對(duì)于繩是否被拉直的臨界條件為繩的張力大于或等于0，同時(shí)注意條件極值的求解。

　　例9：1999年，中國首次北極科學(xué)考察隊(duì)乘坐我國自行研制的“雪龍”號(hào)科學(xué)考察船對(duì)北極地區(qū)海域進(jìn)行了全方位的卓有成效的科學(xué)考察，這次考察獲得了圓滿的成功，并取得了一大批極為珍貴的資料，“雪龍”號(hào)科學(xué)考察船不僅采用特殊的材料，而且船體的結(jié)構(gòu)也滿足一定的條件，以對(duì)付北極地區(qū)的冰層與冰塊，它是靠本身的 重力壓碎周圍的冰塊，同時(shí)又應(yīng)將碎冰塊擠向船底，如果碎冰塊仍擠在冰層與船幫之間，船幫由于受巨大的側(cè)壓力而可能解體，為此，如圖所示，船幫與豎直面之間必須有一傾角θ，設(shè)船體與冰塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，試問使壓碎的冰塊能被擠向船底，θ角應(yīng)滿足什么條件？（冰塊受到的重力、浮力忽略不計(jì)。）

　　解：如圖為一碎冰塊的受力圖，N為考察船側(cè)對(duì)冰塊的壓力，f為考察船對(duì)冰塊的滑動(dòng)摩擦力，則有：f=μN(yùn)，

　　將N按圖分解，則有N1=Ntanθ，

　　要使冰塊能向下滑，Ntanθ＞μN(yùn)

　　即滿足：tanθ＞μθ＞arctanμ

　　點(diǎn)評(píng)：本題為物體平衡在實(shí)際生活中的應(yīng)用，與現(xiàn)代高科技緊密相關(guān)。現(xiàn)代物理教學(xué)中倡導(dǎo)的“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)”（STS）教育的思想，正是試圖培養(yǎng)未來人才正確的科學(xué)思想，提高人類的科學(xué)素質(zhì)，關(guān)注當(dāng)前社會(huì)熱點(diǎn)問題，要求學(xué)生根據(jù)自己的知識(shí)對(duì)熱點(diǎn)問題進(jìn)行思考，做出判斷，這將有助于學(xué)生形成科學(xué)的民主意識(shí)，科學(xué)決策能力及正確的價(jià)值倫理觀念，也正是物理教學(xué)中最終要達(dá)到的目標(biāo)之一。

云龍地縫是什么地貌

2019年12月18日 云龍地縫景區(qū),大峽谷主景區(qū)之一,位于七星寨絕壁之下。今天讓我們一起從上帝視角飛躍云龍地縫,空中領(lǐng)略這大自然的奇觀。今天小編給云龍地縫介紹和云龍地縫怎么形成的送給大家。