学髓之道:我的逆袭法典

孟旬

首页 >> 学髓之道:我的逆袭法典 >> 学髓之道:我的逆袭法典最新章节(目录)
大家在看妻子的奉献 官场从秘书开始 我的1949从长白山开始 加代故事 重生1989:缔造华夏科技帝国 医路官途 凡人修仙传! 村夜 四合院开局:我媳妇188会太极 从急诊科医生到最强全职国医 
学髓之道:我的逆袭法典 孟旬 - 学髓之道:我的逆袭法典全文阅读 - 学髓之道:我的逆袭法典txt下载 - 学髓之道:我的逆袭法典最新章节 - 好看的都市小说

第85章 过程分析法:解构小球的自由落体

上一章书 页下一页阅读记录

掌握了“动态受力分析”的初步心法后,凌凡感觉自已面对力学问题时,手中多了一把锋利的解剖刀,能够更清晰地剖析瞬间的力与状态变化。然而,物理世界并非总是由静态和瞬时构成,更多的时候,是连续变化的动态过程。如何清晰地分析和描述一个完整的运动过程,成了他面临的新挑战。

这个机会很快到来。郑老师在讲解完匀变速直线运动的基本公式后,并没有急于抛出复杂题型,而是看似随意地提出了一个最基本的问题:

“同学们,我们研究了自由落体运动,知道它是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。公式也很简单:v=gt, h=1/2gt2。那么,现在我问你们:一个小球从高为H处自由下落,在整个下落过程中,它的动能、重力势能、机械能是如何随时间t变化的?请分别画出它们随t变化的大致图像。”

问题一出,教室里先是安静,随即响起一些轻松的窃窃私语。这太简单了!几乎是送分题!动能增加,势能减少,机械能守恒,一条水平线呗!图像大概就是斜线、下降曲线和平直线。

凌凡一开始也是这么想的。但他下意识地想起了陈景先生的教诲——“建模的艺术”和“在脑海中拍电影”。他没有立刻动笔,而是闭上了眼睛,尝试真正地“看”这个过程。

他想象一个小球,从高处释放。

· t=0时刻:速度v=0,高度h=H。所以动能Ek=0,重力势能Ep=mgH(最大),机械能E=Ek+Ep=mgH。

· t时刻:下落了高度h,根据h=1/2gt2,此时高度h = H - h = H - 1/2gt2。速度v=gt。

· 所以,Ep = mgh = mg(H - 1/2gt2)

· Ek = 1/2mv2 = 1/2m(gt)2 = 1/2mg2t2

· E = Ek + Ep = 1/2mg2t2 + mgH - 1/2mg2t2 = mgH (果然守恒)

数学推导很简单,结论也显而易见。但凌凡没有停止。他尝试着真正去理解这个过程的内涵。

“过程分析,”他回忆起郑老师之前强调过的一个词,“就是要弄清楚谁随谁变,怎么变。”

他盯着那几个表达式:

· Ep(t) = mgH - (1/2mg2)t2 => 这是一个关于时间t的二次函数,图像是一条开口向下的抛物线(但只取t≥0的一段)。随着t增加,Ep从mgH开始,非线性地减小,而且减小得越来越快!

· Ek(t) = (1/2mg2)t2 => 这也是一个关于t的二次函数,图像是一条开口向上的抛物线。从0开始,非线性地增加,增加得越来越快!

· E(t) = mgH => 常数,一条水平直线。

“非线性地变化……”凌凡捕捉到了关键。这意味着能量的转化不是均匀的!

他再次在脑海中“拍电影”:小球刚开始下落时(t很小),速度慢,动能小,但高度很高,势能很大。此时,重力做的功主要用来增加动能,但因为速度慢,单位时间内下落高度小,所以势能减小的慢,动能增加的也慢。 随着下落,速度越来越大。即使时间间隔相同,后面阶段下落的高度也远大于前面阶段。因此,后面阶段势能减少得更快,动能增加得也更快!

这完全体现在了二次函数的图像上!Ep-t曲线是向下弯曲的(减小变快),Ek-t曲线是向上弯曲的(增加变快)!

如果只是简单地认为“动能增加、势能减少”,很容易下意识地画出两条直线(线性变化),那就大错特错了!

“原来如此……”凌凡心中豁然开朗。过程分析,不仅要知其然(增减性),更要知其所以然(变化速率、非线性关系),并能用图像精确表征。

郑老师开始提问同学上去画图。果然,好几个同学在黑板上画出了直线变化的Ek-t和Ep-t图,引来了下面善意的笑声。郑老师没有批评,而是耐心地引导他们从公式出发,思考函数关系。

凌凡更加确信,依赖直觉和模糊印象是学习物理的大忌。

“还有更深入的吗?”郑老师似乎意犹未尽,继续追问,“如果我们考虑动能和势能的比值 Ek/Ep 随时间如何变化呢?”

这个问题超出了课本要求,同学们都愣住了。

凌凡却来了兴致,立刻进行过程分析: Ek/ Ep = [1/2mg2t2] / [mg(H - 1/2gt2)] = [gt2] / [2H - gt2]

这个比值随时间t如何变化?他快速思考。随着t增加,分子增大,分母减小,比值肯定增大。但具体规律呢?他注意到当t2 = H/g,即下落一半高度时,分母2H - gt2 = 2H - g(H/g) = H,分子gt2 = g(H/g)=H,所以Ek/Ep = 1!动能和势能相等!

本小章还未完,请点击下一页继续阅读后面精彩内容!

上一章目 录下一页存书签
站内强推仕途人生 官狱 十日终焉 唯我主宰 重生1987年当首富 九鼎记 小官之女的富贵手札 权力巅峰:从基层公务员开始 师娘别这样,师父在隔壁 抗日之铁血八路 修二代的日常随笔 皇后是朕的黑月光 快穿:全能路人炮灰 诡舍 看到凶案闪回,我成了警局团宠 权力巅峰:美人如玉 官妻 贺总别装了,姜小姐要嫁人了 四合院一大宝儿 烟雨楼 
经典收藏重生60带空间 重生:权势巅峰 重生1989:缔造华夏科技帝国 官海沉浮之美人泪 校花学姐从无绯闻,直到我上大学 离婚吧!真当我是癞蛤蟆? 港片:让你收账,你收下全世界? 穿越四合院之开局落户四合院 娱乐:重生豪门公子,玩转香江 重生六零:原始森林任我行 港综:开局跛豪追龙金钱帝国合一 工业大摸底:摸出来个南天门计划 穿越60:我在南锣鼓巷82号 空间之山村悠闲 全民藏宝图,只有我能看到提示 御兽时代,我开局神级天赋 港片:能看见忠诚值,我丝毫不慌 逆流年代:从1970开始种田养家 我成了少年何雨柱 我在俄国做寡头 
最近更新青春的纯白恋歌 重生改革初,我让全球资本跪服 罪案素描 重生高三学霸:我有自律系统 重返1982,打造工业帝国 全民:无限爆兵我就是亡灵天灾 荒岛之王:从零开始建造我的文明 抗战:旅长别薅了,咱老李要秃了 都市神医之逆天归来 官海浮沉:从科员到封疆大吏 当遇到可以将人带回到过去的猫 离婚后,我靠系统一曲封神 农村人扎根城市的十年 废婿神豪 直播:我的海王系统 天仙:情敌遍布整个娱乐圈 这是一本很癫的克苏鲁小说 亮剑:开局我跟旅长拜把子 灵气复苏:我靠做好事称霸三界 被沉海重生,百位极品校花悔哭了 
学髓之道:我的逆袭法典 孟旬 - 学髓之道:我的逆袭法典txt下载 - 学髓之道:我的逆袭法典最新章节 - 学髓之道:我的逆袭法典全文阅读 - 好看的都市小说