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力矩在物理和数学考试单元中需要注意哪些?

2022-04-27 12:05:49  人气:116

在A-Level-考试中,力学部分是一个有趣的存在,因为大部分的知识点会同时出现在物理和数学的考试之中,况且18-20年间各大考试局都更新了考试大纲,跟踪其中变化,针对性的准备就是考生和教师共同关心的话题。其中力矩这个知识点的调整就需要注意。那么他们的区别是什么,我们在解题过程中有需要注意哪些是想呢?

首先,在18年以前的爱德思物理大纲里面力矩(moment)是不在考试范围之内的。然而新大纲里面加上了这个部分,目前主流考试局力矩的考试安排如下:

力矩在物理和数学考试单元中需要注意哪些2.png

所以我们先讨论EDX的变化,然后再统一讨论力矩解题的注意事项。

1、EDX的力矩在物理和数学里面的偏重:

我们先看看大纲里面怎么说

数学大纲:

力矩在物理和数学考试单元中需要注意哪些3.png

物理大纲:

力矩在物理和数学考试单元中需要注意哪些4.png

综合真题和大纲我总结了其中偏重:在Mechanics中重点考察力矩平衡的条件,即物体静止的情况下:选择合适的支点。

(1)以该支点判断各个作用力的大小方向以及力臂的大小,其中力始终是垂直于力臂的( parallel forces)利用顺时针和力矩=逆时针和力矩

(2)建立等式,然后利用合力为零

(3)建立第二个等式,对Simultaneous equations求解

(4)求值主要是力和力臂的长度,支点选择是根据具体情况具体分析,没有规定,此外对于数学解题能力也有考察。

从具体出题来看,每次M1考试中出现一道,基本都有示意图,分析对象为一根杆子,木板或者衡量,作用力总是垂直于作用物体,不会出现作用力与力臂不垂直的情况,因此不需要进行力的分解。辅以重心的考察(即需要理解题干中uniform(non-uniform-)beam/rod/plank的表述。)

而在目前新大纲物理里面出现的力矩考试题,分别出现在:

2020.10U113

2020.01U113

2019.19U114

2019.06U115

2020.01U113

与力学相对的,物理的力矩考察过程中支点是指定的,且常常出现作用力与力臂并非垂直的情况,这也是为什么物理大纲中强调力臂长x是支点与作用力轴线方向的距离,即需要使用几何作图和三角函数对力进行矢量分解以求得力矩。答案有求F、L或Moment者的情况,并且要根据算出的结果评估物理是否平衡或者朝哪个方向旋转的问题。并且可能涉及画图(plotting )

2、AQA和CIE物理Moment中的

AQA大纲:

力矩在物理和数学考试单元中需要注意哪些5.png

GIE大纲:

力矩在物理和数学考试单元中需要注意哪些6.png

可见在AQA和CIE物理里Moment面对于的要求就是EDX数学和物理的总和,需要掌握力矩重心所有知识点,此外还要掌握couple即力耦矩/耦合力矩,即两个大小相同,方向相反的力作用在同一个支点且力臂相同的情况下2FL。

此外还要掌握非静态moment又被称为torque(扭矩)使物体产生旋转,AQA更进一步,在教材第25章介绍旋转加速度,旋转动量,,旋转动能等一系列建立在moment/torque基础上的旋转运动分析。

总之,无论题型如何变化,扎实的知识掌握都是胜利的基础。按部就班的进行如下操作:

A:读题理解,掌握已知数了解要求的未知数

B:画图,标出已知未知数,分析之间的关系

C:选择合适的支点(支点受力不用在力矩等式中参与计算,因为x=0)

D:是找准力臂长度(注意力臂与力是否是九十度,注意单位否是N和m)

E:利用和力矩(顺/逆时针)为零建立等式1(有时还需要选其他支点建立多个力矩等式)

F:利用合力为零建立等式2(等式数量以未知数数量为准)

G:完成求解,输出答案(注意单位)

以上就是为大家带来的力矩在物理和数学考试单元中需要注意哪些得分享,更多考试分享,欢迎大家继续关注新航道成都学校。如果在备考中有疑问,欢迎大家在线咨询。

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