高中物理動態(tài)力學(xué)基礎(chǔ)知識解題方法
工欲善其事,必先利其器。在講解動態(tài)力學(xué)的解題方法之前,我們先來看看解決動態(tài)力學(xué)問題需要哪些基礎(chǔ)知識。
隱式條件
當(dāng)我們在問句中使用“慢”這樣的詞語時,我們可以把物體或系統(tǒng)的運動視為一種平衡狀態(tài)。雖然物體在運動,但當(dāng)運動速度相當(dāng)慢時,我們可以粗略地把物體看作具有恒定的合力的運動。
解決問題的策略
在解決動態(tài)力學(xué)中的平衡問題時,我們主要關(guān)注一個公式,即物體所受的總外力等于零。然而,在解決動態(tài)力學(xué)問題時,我們往往不進行定量計算,而是進行定性分析。例如,當(dāng)一個力發(fā)生變化時,其他力會如何變化?
追溯起源
既然講到了力,那么就不得不講一下力的三要素以及它的表示方法。力的三要素就是力的大小、方向和作用點。對于力的表示方法我們主要提到了力的圖解法。這個知識是我們剛接觸力的時候?qū)W到的最基礎(chǔ)的知識,但是這些最基礎(chǔ)的知識往往被學(xué)生所忽視,只是不知道這些基礎(chǔ)知識而已,也是我們以后做題的重點。我們只涉及兩種計算力的方法,一種是平行四邊形法,一種是正交分解法。
如下圖所示
這些基礎(chǔ)知識可以幫助我們輕松解決力學(xué)問題,下面我來給大家分析一下這些最基礎(chǔ)的知識留學(xué)之路,它們到底能幫助我們解決什么問題呢?首先力的三要素是大小、方向和作用點高中物理的動態(tài)方程有哪些,這告訴我們力是一個矢量,也就是我們數(shù)學(xué)上學(xué)的矢量問題。其次,力的表示方法和圖解法告訴我們可以用線段的長度來表示力的大小。這里一定要注意,就像數(shù)學(xué)上可以用線段的長度來表示長度一樣,我們也可以用線段的長度來表示力的大小。只不過單位從厘米變成了牛頓,計算方法不變。把力的計算方法分為平行四邊形法和正交分解法,目的是為了讓我們計算力的大小更加方便。而且當(dāng)有三個力和多個力的時候,如何計算力的大小也是非常清楚的。
那么為什么要用平行四邊形法或者正交分解法來計算力呢?最主要的是因為力是一個矢量,如果多個矢量在同一條直線上,那么我們可以直接把這些力相加相減,求出它的合外力。但是,我們平時遇到的力,并不都是在同一條直線上的,當(dāng)這些力不在同一條直線上的時候,我們就要想辦法讓它們在同一條直線上。在正交分解法中,它的直角坐標(biāo)系的x軸和y軸都是直線,當(dāng)我們用平行四邊形法把力分解到這些坐標(biāo)軸上的時候,這個力就變成了在同一條直線上的力。不知道大家能不能明白我的意思?這是一個很簡單的問題,當(dāng)我們要解一個矢量計算的時候,我們就要想辦法讓它們在一條直線上。
典型示例
很多同學(xué)拿到這道題的時候都不知道該怎么做,下面我會給大家一個非常詳細的思考過程,記住是思考的過程,而不是怎么解題。
當(dāng)然不用說,拿到這道題的時候肯定是先看的。看完題之后,我第一時間注意到的就是最重要的一點,就是“慢”字。既然是考我力的題,當(dāng)“慢”出現(xiàn)的時候,我可以直接把這道題定義為動態(tài)力學(xué)平衡問題。然后看題的時候,給了我兩個固定的幾何距離,我不禁想到了三角形的相似性。為什么呢?因為圖解法告訴我們,力也可以用線段的長度來表示。那么為什么我不能忽略單位,直接把力當(dāng)成長度呢?
對于動態(tài)平衡問題,我們只考慮定性分析,不計算其大小。所以這個問題的答案是顯而易見的。
拋開一切,進行受力分析。自由桿的支撐力或拉力應(yīng)該是沿著桿的。這個基本知識要清楚。所以受力分析圖如下圖所示。
現(xiàn)在我們有了這個力的分析圖,接下來就是同學(xué)們要找出哪兩個三角形相似高中物理的動態(tài)方程有哪些,然后根據(jù)三角形的相似性列出方程啦!