多解问题探源物理习题出现多角的原因很多,这里略举几例:1、因为题设条件不确定引起的多解,如电荷的正负未知、波的传播方向不明、运动性质不定等等
2、反映物理过程规律的是二次函数
如电源的输出功率、匀变速运动的位移等
3、物理过程本身具有周期性
4、物理问题有多个边界
5、一个物理现象与多个物理现象相对应
如已知感应电流的方向则磁场的变化有两种可能
例题一宇航员在某一星球上以速度V0竖直向上抛出一个小球,经过时间t小球又落回原抛出点,然后他又用一根长为L的细线把一个质量为M的小球悬挂在O点,使小球处于静止状态,如图所示
现在最低点给小球一个水平向右的冲量I,使小球能在竖直平面内运动,若小球在运动过程中始终对细线有力的作用,则冲量I的大小应满足什么条件
IO例题一分析与解答本题因为符合条件的边界有两个学生一般能想到小球恰能运动到最高点这种情况在最高点Mg=MV21/L,V0-gt/2=0,g=2V0/t因机械能守恒MV20/2=2MgL+MV12/2
t/LVV0010
t/LVMI010如果在过O点的水平面以下摆动,摆角小于等于180°也符合题意
gLMI,gLV,MgLMV22210101201本题的解是一分段函数
t/LVMIt/LVMI00210和例题二从在地面上竖直上抛出一个物体,已知物体的初动能为EK0,物体受到空气的阻力是它的重力的1/n,问:当物体的重力势能为EP时它的动能是多少
分析与解答因物体有两次经过重力势能为EP的地方,本题有二个解
设重力势能为EP处离地高为h物体在上升过程EK1-EK0=-(1+1/n)mgh=-(1+1/n)EPpkkEnEnnE111102pkkEnEE1101则物体在下降过程中到达高为h处EK2=mg(H-h)-(2H-h)mg/n