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浅谈高中物理力学题受力分析

2019-01-06温皓博

新一代 2019年21期
关键词:受力分析解题方法高中物理

温皓博

摘 要:力学是高中物理课程教学中最为主要的一部分,与我们的实际生活息息相关。高中力学题题主要考查学生灵活应用基本知识与原理解决实际问题的能力,但通过调查与分析我发现部分学生的受力分析还存在一定的片面性与混乱性。本文基于学生的角度,从如何对物体进行受力分析着手,探析了力学题的解题方法,希望能为其他学生带来帮助。

关键词:高中物理;受力分析;解题方法

进入到高中阶段,物理就成了学生最为“头疼”的学科,在解答运动学、力学等相关题目时,大部分学生都会出现无从下手、思路不清、逻辑混乱等问题,这些问题严重影响着解题效率与正确率的提升。

一、如何对物体进行受力分析

(一)明确分析对象,选取有效方法

针对与不同类型的力学题,我们首先要明确需要进行受力分析的对象,在此基础上结合题干选择隔离法或者整体法。依照力学题的类型,可将分析对象划分为质点、单个物体、阶段以及整体系统。通常情况下,若题目不涉及物体内力作用与过程细节,则优先选择整体法进行解题。若题目研究过程细节问题或者某段运动物体受力情况时,则优先选择隔离法进行解题。

(二)梳理逻辑思路,进行逐一分析

当遇到受力分析题目时,我们应当从基本受力着手,先标记出物体所受重力,再观察物体周围是否存在相应的弹力、摩擦力,若存在则结合多个接触面或接触点的运动趋势,继续判断其受力方向。在此过程中,需要清楚了解弹力与摩擦力产生条件,分析接触面之间的相应关系,这样就能够快速地分析出物体的受力情况。

(三)按照力的性质,展开清晰分析

通过对本班同学进行受力分析的调查,我发现有一部分学生容易将“双向作用力”加到物体的受力上,解题效率与准确度极低。我们要充分了解力的性质,结合所学的基础知识转换“力的传递也会对作用到研究对象上”这一迷思概念,将一些作用效果为核心的力摒除在外。另外,若是对P物体进行分析受力,则切勿将P物体对其他的力加入到受力分析当中。

(四)考虑所处状态,确定物体受力

物体所处的状态不同也会使受力出现明显的差异,因此我们应当细心观察物体状态,在此基础上展开有效的受力分析。以最为典型的“传送带上的物体”为例,需要了解传送带处于静止、匀速、加速、减速中哪一种状态,基于此判断出相应受力为无摩擦力、无摩擦力、摩擦力向前、摩擦力向后。此类问题解答过程中,我们必须要掌握这一对应关系,这样才能明确受力方向。

二、高中物理力学题的解题方法探析

共力点平衡问题是最为典型的力学题,此类型题目中任何物体都可以做受力分析对象,如何确定研究对象是我们在做题过程中最为主要的环节,若是对象选择有误,那么就极有可能解不出来。以练习册上的一道力学题为例,题干如图1所示,

在解答这一例题的过程中,我们首先判断A、B两个物体所处的状态,判断应当使用整体法与隔离法。选取其中受力少的B物体为研究对象,展开受力分析。B物体所受重力GB方向向下,与外力F方向相同,墙对B的作用力F1水平向右,A对B的作用力F2与B对A的作用力F2'大小相等,方向相反,设F2'与竖直方向的夹角为θ,那么就可将F2'分为竖直方向F2'cosθ与水平方向F2'sinθ,且F2'cosθ=F+GB,F2'sin θ=F1,由此可继续推算出当力F增大时F1与F2'都会随之增大,即F1与F2随之增大。接下来再把A物体与B物体看作一个整体“A+B”,对这一整体进行受力分析如下:①因为相对与地面来说“A+B”运动趋势向右,因此可确定“A+B”受到摩擦力f的方向水平向左;②墙对整体的作用力F1向右;③地面对物体的作用力为NA,方向竖直向上;④物体重力GA+B以及外力F竖直向下。结合以上受力分析,我们可以按照水平方向受力平衡列出f=F1,由此可看出若是F1增大,那么f也会随之增大,按照竖直方向受力平衡亦可列出NA=GA+B+F,若F增大则NA随之增大。地面对A的作用力F3=     ,因此当外力F缓慢增大时,F1、F2以及F3都会缓慢增大。

从以上的例题解答中,我们需要进行一定的反思,在分析受力题型时首先要判断其类型,决定应当选取整体法或隔离法,或者是需要两种方法的有效结合,上题明显属于最后一种解题方法。在应用隔离法时应当优先考虑受力较少的物体,若上题将A物体隔离出来展开树立分析,那么就会大大增加解题难度,甚至可能会走入“死胡同”。而应用整体法时,则应当从多个角度分析其受力,切记不能分析物体之间的作用力,最后再结合受力平衡列出等式,得出正确结论。

三、结语

通过以上的分析,我们可以清楚地了解到受力分析题在高中物理中的重要性。因此,为了进一步更加高效地解决受力问题,我们应当从明确分析对象、选取有效方法,梳理逻辑思路、进行逐一分析,按照力的性质、展开清晰分析,考虑所处状态、确定物体受力等方面做起,熟练掌握受力分析的重点与难点,更加全面地理解运动与力的关系,并将整体法与隔离法合理应用到解题过程當中,不断拓展自身的逻辑思维能力,从而有效地提高物理学习水平。

参考文献:

[1]任德鑫,崔玉林.高中物理教学中关于使用整体法进行受力分析的探讨[J].物理教学,2016,38(08):6-8.

[2]袁志红.浅谈如何克服高中力学中的学习困难[J].山西师范大学学报(自然科学版),2013,27(S2):35-37.

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