研究狀態(tài)特征挖掘隱含條件

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1、研究狀態(tài)特征挖掘隱含條件深圳市龍崗區(qū)平岡中學呂文彬許覃（518116）在許多物理習題的設計中，常將一些關鍵條件置于十分隱蔽的狀態(tài)之下，通常稱這種條件為“隱含條件”。挖掘出這些隱含條件，對于成功地解決物理問題是十分必要的。本文試圖通過實例，就物體所處狀態(tài)特征的分析，談談這類隱含條件的挖掘方法?！纠?】如圖所示，長為5m的不能伸長的輕繩的兩端分別系于直立在地面上、相距為4加不等高的兩桿頂端A、B,繩上掛一個光滑的輕質掛鉤，其下端連著一個重為12N的物體，平???衡時，繩中張力T=o【隱含條件分析】此題的正確求解，依賴于A、B兩繩的走向與豎直方向夾角這

2、一關鍵條件的判斷。而此條件恰是通過題目中“掛”“光滑”等表示物體所處狀態(tài)特征的關鍵???詞隱含的。由于掛鉤是光滑的，所以AO、B0兩段繩中的張力相等，因為懸掛點水平方向受力平衡，所以AO、B0兩段繩和豎直方向的夾角相等?！窘狻坑捎趻煦^是光滑的，所以AO、B0兩段繩和豎直方向的夾角相等，設為8、AO、BO兩段繩中的張力大小相等，設為T,現(xiàn)延長B0于圖中的D點,再過D點作水平線段DC,由于BD=5加，DC=4m,所以BC=3加。貝U:cos0=竺-=—①BD5現(xiàn)以掛鉤為研究對象，掛鉤的受力情況如圖。其中T{=T2=T,7>G=12（N）根據(jù)平衡條件有

3、：2TcosO=G,T=—^—②2cosF將①式和已知數(shù)據(jù)代入②式，可解得：T=10（N）【評述】用一些特殊的物理語言表述物體所處的形態(tài)，在題目中的隱蔽性是比較強的，這就要求認真審題，反復推敲這些特殊的物理語言的用意，方可領悟其真正含義，化“隱蔽”為“明朗”。此題若將“掛”改為“栓”則又將是另一番意境。【例21如圖所示，兩輕環(huán)E和D分別套在光滑桿加和/C上，M與/C的夾角為〃，E和D用■細線連接，一恒力F沿/C方向拉環(huán)當兩環(huán)平衡時，細線與/C間的夾角為,細線的拉力大<

4、為O【隱含條件分析】“光滑”意味著環(huán)不受摩擦力作用，環(huán)E在力0桿的彈力Fn及

5、繩肋的張??力卩作用下，處于平衡狀態(tài)，其中彈力d與桿如？垂直，則張力T必與AB垂亙,如圖°所示，即繩沿與如？垂直的方向被拉直，這就是本題的隱含條件.(b)【解】(1)由ED丄AB知，ZADE=90°-0(2)由圖b可知，環(huán)D受到的力有拉力F,繩的張力八桿AC的彈力Fv由平衡條件求得：T=—匕一.sin()F本題答案：90°?。，T=——.sinG【評述】細線的最終形態(tài)完全隱含在“光滑”二字上，通過“光滑”條件的仔細揣摩，使此題隱含條件“大白于天下”。習題1與此題十分類似，讀者可以細心體會題中隱含條件的奧妙。【習題1】如圖所示，AOB為水平放置的光

6、滑桿，ZAOB=60°,桿分別套著兩質量都為m的小環(huán)，兩環(huán)由可伸縮的彈性繩連接.現(xiàn)在繩子的中點C施以沿ZAOB的角平分線方向、水平向右的拉力F,緩慢地拉繩，待兩環(huán)受力平衡時，繩對環(huán)的拉力廠跟F的關系應是：X.T=FB.7>FC.T

7、C.T不變，F(xiàn)n變大D.T*和Fn都不變【隱含條件分析】aeB由于桿、滑輪的重力都可忽略，摩擦不計，所以桿BC只受B、C兩處力的作用，這樣的物理模型稱為二力桿.二力桿的平衡條件是：所受兩力必須大小相等、方向相反且在一條直線上.對于直桿，這一條直線應與直桿重合.另一方面，由于繩的張力大小等于物體的重力大小，以滑輪C為研究對象，桿對C的反作用力必沿桿的方向，C還受到繩的兩個張力，大小均為T,此三力平衡，因此，桿沿兩繩張角的平分線方向，即圖中所示的兩個角均為a,這就是本題的隱含條件.當移至A，點時，由Fn=2mgcosao可知凡增大，兀的反作用力心增大

8、.【答案】C.【評述】張角2a減小>a,本題抓住“桿、滑輪的重力都可忽略，摩擦不計”這一關鍵，利用“二力桿”平衡條件或利用此桿的力矩平衡條件，都可以分析出桿對C的力沿圖子圖中F"的方向，進而根據(jù)“摩擦不計”，得到繩的兩個張力大小均為7；桿沿兩繩張角的平分線方向。I習題2］如圖1—97所示，繩AB能承受的最大拉力為1000N,桿能承受的最大壓力為2000N,桿可繞轉軸C在豎直面內轉/ABC□“桿”不同于“繩”，對桿的受力分析要特別注意力的方向。動，但其本身的重力很小，可忽略不計.BD的強度可以吊起任何負載.求此裝置能夠懸掛的物體的最大重力.【答案】

9、G“1365N【例4］一臺軋鋼板的兩個滾子，直徑為D=50cm,以相反方向旋轉，滾輪間距離為"0.5助，如果滾輪和熱鋼板間的動摩擦因數(shù)/