从物理习题中发现真善美

孙继彬

世上万物，以真善美为最高境界。物理学是真善美统一的有机体，从习题中也可窥其一斑。

真是客观物质世界所表现出来的规律。观察事物，研究方法，总结规律就是求真的过程。

例1 空中缆车是旅游景点给游客准备的上山和进行空中参观的交通工具，如图1所示是一质量为m的游客乘坐空中缆车沿着坡度为30°的山坡上行的示意图。开始时空中缆车平稳上行，由于故障，缆车以加速度a=g/2加速上行，则下列说法中正确的是（ ）

A.加速状态下游客对缆车底面的压力是平稳状态的5/4倍

B.加速状态下游客对缆车底面的压力是平稳状态的√3/4倍

C.加速状态下游客受到的摩檫力与平稳状态下的相等

D.加速状态下游客受到的摩擦力比平稳状态下的大

解析 此题的研究对象是游客，斜向上加速运动。支持力和摩擦力是水平和竖直方向。牛顿第二定律强调力和加速度方向要一致，所以想到分解加速度如图2甲，沿水平、竖直两方向分解。

所以受力为图2乙，分别使用第二定律

主动观察生活现象，发现其中物理规律，学以致用，此为真。

善是把科学技术应用于生产生活，改善人的生产生活，促使人类生活趋于高尚，是至善的。

例2 如图3是“嫦娥三号”飞行轨道示意图，假设嫦娥三号运行经过P点第一次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面高度为100km的圆轨道Ⅰ上运动，再次经过P点时第二次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面近地点为Q，高度为15km，远地点为P，高度为100km的椭圆轨道Ⅱ上运动，下列说法正确的是（ ）

A.“嫦娥三號”在距离月面高度为100km的圆轨道Ⅰ上运动时速度大小可能变化

B.“嫦娥三号”在距离月面高度为100km的圆轨道Ⅰ上运动的周期一定大于在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期

C.“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的加速度一定大于经过P点时的加速度

D.“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的速率可能小于经过P点时的速率

认识宇宙、开发宇宙、服务人类是天体物理的终极目标，也是目前的科技前沿。依据的规律有开普勒三定律、万有引力定律、圆周运动规律、牛顿三定律。由圆轨道I为圆，得速度大小不变，由开普勒第三定律知道半长轴长周期大，由牛顿第二定律知道加速度与距离有关，R越小a越大，由开普勒第二定律知，椭圆轨道近轨快。可得选项BC.

关注前沿，凸显时代性，此为善。

美是指事物本身具有的，能唤起人的愉悦情感的属性。物理学上有简单美、对称美、统一美等。物理图象就可以通过简单的图象表达丰富的内容。

例3 甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其ν-t图象如图4所示。已知两车在t=3s时并排行驶，则（ ）

A.在t=ls时，甲车在乙车后

B.在t=0时，甲车在乙车前7.5m

C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2s

D.甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m

简单的图象包涵很多的内容这是语言叙述所达不到的效果。此图包涵下列信息：

所以BD正确。

图象的简洁明了显示了物理学的简单美。

在学习过程中发掘真善美的同时，体验习得知识，陶冶情操，可以提高物理学素养乃至促进人格的健康发展。endprint