高中物理六大解题法,比别人快十倍的解题方式——全反力
本专栏一共有六节,后面会陆续为大家更新。这个专栏的目的主要是帮助大家攻克物理中的难题,大题,花费时间特别长的题目。可以给学生提供一个新的解题思路,减少学生做题所花费的时间,从而达到提分的目的。其实做物理卷子,最怕的问题不是不会做,而是没有时间做,物理卷上的题目计算量都很大,计算步骤都很多。一道大题做半个小时很正常。但是在高考中,时间安排是很紧凑的。一道选择体做的时间不能超过四分钟,一道中型大题做的时间不能超过八分钟。一道压轴体做的时间不能超过十三分钟。
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很多学生不是不会做题,而是做题速度慢,卷子做不完,很多可以做的题被迫空白丢分。
这套专栏没有基础知识,主要是拔高内容,选择的六大难题类型都是物理试卷上的典型难题。主要是帮助优秀的学生变得更加优秀,适合有一定基础的学生。
专栏目录
第一节,高中物理六大解题法,比别人快十倍的解题方式——全反力
第二节,高中物理六大解题法,比别人快十倍的解题方式——网格法妙解多传动方式
第三节,高中物理六大解题法,比别人快十倍的解题方式——静电场中的解题密码
第四节,高中物理六大解题法,比别人快十倍的解题方式——相对运动妙解追及问题
第五节,高中物理六大解题法,比别人快十倍的解题方式——双转定角
第六节,高中物理六大解题法,比别人快十倍的解题方式——口鼻连接体模型
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接下来就开始讲解本专栏第一节课的教学。
大家好,我是你们的子琦老师老师,揭秘物理套路,告别题海战术。今天给大家讲解的别人快十倍的解题方法。我们来看例题。例题为2012年宁夏卷。
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很多同学看到这道题都说提干很简单,肯定不麻烦,然而现实很骨感的在打脸,究竟选啥呢?你别着急,我们先来看看答案。
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很多同学看到答案的第一眼简直生无可恋。看到答案第二眼就直接不想做了。这太复杂了,有正交分解,有三角函数,有辅助角公式,脑瓜疼啊,对,你没看错,这就是标准答案,这就是常规解题法。
来,让我们来数一数,首先看到第一步就是受力分析,手里分析就在答案上面,第二步是建立坐标轴,建立坐标轴看水平的数值,第三步就是正交分解列方程,第四步呢,就是我们数学三角函数求最小值问题了。除此之外,我们还需要建立一个辅助角。
太复杂了,至少五分钟还不一定算对。说到这儿啊,很多同学都会疑惑,我们应该怎么办呢?
别慌,子琦老师的宗旨是小题咱有大招,大题有模板,解题有思路,子琦老师呢,满满的都是套路,今天的套路是全反力大招——化繁为简,子琦老师教你比别人快十倍的解题方法。来,我们一起来学习吧。
首先是全反力呢?我们先来看第一幅图。
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第一幅图的情况下,在粗糙的水平面上放置一个质量为M的小木块,木块呢以速度V向右运行。
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当前情况下你要对木块进行受力分析。小木块受到了三种力,分别是重力,弹力和摩擦力。摩擦是滑动摩擦力。弹力是地面给木块的支持力。
接下来呢,我们要做的事情就不是常规套路了,首先我们看好接下来要做的事情是支持力和摩擦力二者合一。
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以前从来没有这样合成过吧,那合成之后这个R不是半径,R是我们的全反力。
这个全反力啊,还有另外一个名字叫全约束力。啥叫约束呢?约束指的是粗糙水平面对物块儿的作用力啊?竖直向上的支持力,水平向左的滑动摩擦力,那这二者合起来就是全约束力。那接下来这个反角是什么呢?这个外角就叫摩擦角。
来,先记住这两个概念,第一个叫全反力,全反力是支持力和滑动摩擦力的合力。摩擦角是全反力与竖直方向的夹角,没问题。那么接下来我们说全反力究竟等于多少呢?摩擦角等于多少呢?看图就明白了。
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那我们现在已经明确了说,全反力是啥,摩擦角是啥,怎么来的。那接下来看第二幅图
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木块儿依然是向右做匀速运动,但是呢,此时受到一个外力了,我们知道受到外力的情况下,还是一重二弹三摩擦,如有外力咱直接加。
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我们接下来要做的一个操作和上面一样?还是支持力和摩擦力二者合在一起。支持力和摩擦力的合力是什么?就是我们的全反力,同时把摩擦角标注出来。
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如果外力F大小发生变化的情况下,全反力的方向,摩擦角的大小是否发生变化呢?注意它是不变的,是等比例缩放的。
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为什么是比例缩放的呢,方向不变,翻译角大小不变呢。
它可以借助我们数学函数关系来判断,比如说竖直方向,我们让它定义为Y轴,水平向左定义成X轴呢,此时斜率是谁呀。斜率k就是摩擦角的倒数。
你看斜率是个常数,所以当外力F发生变化或角度发生变化的时候,此时支持力和摩擦力是等比例缩放关系,那么对这个物体进行受力分析的时候,我们就明确了说受到重力,支持力、摩擦力和外力,受到四个力,你不好用矢量三角形来解决问题,然而此时呢,我化四为三了。把支持力和摩擦力二合一,形成了一个全反力。
接下来我们实际操作一下吧。首先看第三幅图。
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当物体受到外力F作用时,假设外力F与水平方向夹角为角1,物体依然是水平方向向右做匀速直线运动。
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我们第一步干嘛呢?第一步一定是受力分析,接下来第二步呢,一定是构建支持力和摩擦力的全反力。你此时观察全反力的方向是不变的。那不变的时候啊,我们。在就要做一个操作了,把支持力和摩擦力隐去。
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因为全反力等效替代了摩擦力和支持力。接下来物体受到三个力,用矢量三角形快速进行求解,此时重力大小方向不变,全反力方向不变。如果角1逐渐由零增大到90度的过程中,观察外力F应该发生怎样的变化。
来,我们一起看当外力F最开始是水平的时候,逐渐的逐渐的逐渐的往竖直方向移动的时候,他会怎样变化呀?
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你会观察到有一个最小的过程,啥时候最小?
就是与全反力的反向延长线垂直的时候,所以外力F是先减小后增大的。
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来我们整体梳理一下步骤,第一步,受力分析,R,G,F三种力。R是全反力,G是重力,F是外力。
第二部是构建矢量三角形,问题就搞定了。
所以全法力解题其实非常简单,就是两步。
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