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什么是 物理思维 ,这是我给你最完整的答案

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物理

什么是 物理思维 ,这是我给你最完整的答案

掌握了这条心法,你就能窥见物理大部分底层逻辑,话不多说,直接上干货

一、牛顿运动第一定律的由来

这个还得感谢牛顿他老人家,不知道牛先生知不知道现在千千万万的高中学子还在饱受他的“折磨”,哪里都是他。(悄悄告诉你们,大学学的微积分,牛顿也是鼻祖,所以上了大学你们还是摆脱不了牛顿。。。)

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这个就要说“牛顿运动第一定律”(下文全部简称牛一)

“一个物体如果不受力或者所受的外力合为零,则物体会静止或者做匀速直线运动”

想必这句话大家是不是都非常熟悉的呢?

其实,牛一的提出还要多亏前人的经验总结

下面出场的这位,亚里士多德

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亚里士多德说:

一个物体会运动,是因为受到了力,力是维持物体运动状态的原因

其实,亚里士多德的这个观点很容易让人产生信服的感觉,因为生活中太多这种例子了

比如说,一只桌面上面的圆珠笔,你只有推动它,它才能滚动起来,如果不推动它,它一会就会停止,你看看,是不是物体要运动就需要力去维持它!

于是,我们被说动了,我们被劝说了,发现真的是这样子的!

但是问题是,真的是这样嘛?

真理往往是浅显的,但是又是不容易发现的,只有真正发现了真理,你才会发现真理是浅显的

我们回过头来看这个问题,这个桌面上的圆珠笔真的停止是因为没有力作用吗?

其实,我们忽视了一个非常重要的问题,就是世间万物,只要在地球上,都会受到摩擦力的作用,这只圆珠笔为什么会停止,是因为有摩擦力的作用。这恰恰说明了力是改变物体运动状态的原因,而非维持物体运动状态的原因

接下来出场的这位,也是大名鼎鼎,伽利略(伽利略太牛了,在这里我就不介绍了,想必各位不管是否学过物理,对他老人家也是多少有耳闻了)

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他做了一个非常有名的斜面实验

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若这两边的对接的斜面是绝对光滑的,两个斜面对接处也是绝对光滑的,而且小球从左侧斜面滑到右侧斜面,没有任何能量损失

现在让小球从A点开始释放,由于能量守恒,则小球铁定会到达B点,改变右侧斜面的倾斜程度,那么小球会依次到达C点,D点

前方高能预警!

如果让右侧斜面躺平,那么,小球就无论如何都到不了同等高度上去了,绝妙,绝妙!那么是不是意味着小球会一直不停的运动下去!

当然伽利略这个实验称为”理想实验“,因为绝对光滑是达不到的,但是他的这个理论是绝对让人信服的

后来,牛顿老人家就总结了前人的经验,总结出了牛一,也就是我们今天书本上看到的样子了

二、牛一定律揭示了一个非常深刻而又显而易见的道理----运动与受力的关系

“一个物体如果不受力或者所受的外力合为零,则物体会静止或者做匀速直线运动”

把这句话拆开两段来看

前面一句话:描述的是物体的受力情况

后面一句话:描述的是物体的运动情况

合起来看,牛顿老人家想告诉我们

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讲到这里,心中不免感慨万千

原来物理世界和我们人类世界有些相似

这就和我们人类内心世界和外在表现一样

心里怎么样想的,外在表现就会出现相应的动作

相反,外在表现出怎么样的动作,那么也会反应出内心的情绪活动

但是,人有时候外在表现和内心想的不太一样,因为我们身处社会中,需要些许遮掩,不能表现得太过张扬,但是物理世界里面绝对不会欺骗我们,至少现在不会,想到这里,是不是太有些羡慕那些看似没有生命的物块呢?

三、运动与受力对我们高中物理做题有什么指导意义?

请看下面几个例子:

【题目】斜面上固定一根细杆,杆上固定一个小球,小球处于静止状态

【问题】小球受到的杆的弹力方向朝向哪里?

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做任何题目之前,一定要想运动与受力

题中已经给出了小球处于静止状态,小球外在表现出的是静止,则意味着小球内在受力和为零,由于小球受到重力向下,所以杆子给小球的弹力方向必须是向上的!

这个题目很简单,简直不够开胃菜的~

【题目】物块A、B叠放在一起,现在用力F作用在A上,A、B一起向右做匀速直线运动

【问题】分析A、B各自受力情况

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在我教学过程中,学生们还会问:A与地面间是光滑还是粗糙的呢?A、B间是光滑还是粗糙的呢?

我想说的是,即使题目不告诉你,你自己也可以推出来的

我把刚才的这句话再次放到这里

做任何题目之前,一定要想运动与受力

由于A、B外在表现是匀速,所以A、B内在受力肯定是为零的,这点我们毋庸置疑

先来单独看看B的情况

B的运动是匀速直线

所以,B的受力合外力为零

那么B的受力如下

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B的受力分析

这里千万要注意,不能想当然的以为B向右运动,所以要受到向右的力!

如果B受到向右A给B的摩擦力,那么没有什么力可以和这个摩擦力去平衡,所以,A一定不会给B向右的力~

再来看看A的受力情况

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A的受力分析

由于A受到一个向右的拉力F的作用,则A必须受到一个向左的力,那么这个向左的力到底是谁来提供的呢?

只能由地面提供,因为刚才对A分析的时候,我们知道A不会给B提供摩擦力,所以B当然也不会给A提供摩擦力的!那这个摩擦力只能由地面提供了

即使题目中没有给出地面是否粗糙,其实我们也应该知道地面肯定要有摩擦,而至于A与B之间是否是光滑或者不光滑,都没有关系。

OK,这题还没过瘾

我们接着来~

【题目】带电粒子在平行板电容器中由A向B做直线运动

【问题】带电粒子带什么电性的电?带电粒子做加速直线还是减速直线?

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做任何题目之前,一定要想运动与受力

运动状态:由A向B做直线运动

受力:你要想既然做的是直线,那它为什么会做直线运动?受力有什么要求?

1.要么做匀速直线,那么物体受合外力必须为零!但是我们通过受力分析,发现,根本不可能合外力为零

2.要么物体做变速直线,那么只需要满足物体受的合外力和物体运动方向在同一条直线上即可!

有了这些思考,我们做出如下受力分析:

如果带电粒子仅仅只受电场力

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则不可能,因为受力方向与运动方向不在同一条直线,PASS

如果受电场力和重力两个力

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左边图1 右边图2

则就只有第二种情况可以满足要求,因为只有这种受力才有可能让其合外力方向水平向左

有了受力,我们即可得知,带电粒子带负电,并且做的是匀减速直线运动,并且带电粒子还要计重力,即使题目中没有给出带电粒子没有告诉我们是否记重力的问题。

以上

就是我想告诉各位,学习高中物理,一定要记住受力与运动彼此之间是有非常紧密的联系,把运动和受力始终谨记心中,你的物体水平一定会再上一个台阶。

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