黄忠和

【内容摘要】平衡问题是高考物理考查的重点，包括受力分析、静态平衡、动态平衡，以及平衡中的“极值”等问题。结合近年来一些高考物理试题对平衡问题的考查方向，提出几点教学建议，来查漏补缺，提高学生的辨析和解题能力。

【关键词】高中物理 平衡问题 解析方法

平衡问题一直是高考物理备受青睐的重点，从平衡的状态上可以有静态的，也可以是动态的。我们结合高考对平衡问题的考查要求，透过一些试题来探究平衡问题的解析方法，以期促进学生掌握平衡问题的解题思路。

一、从受力分析入手来辨析平衡问题

力学是高中物理的核心，受力分析也是高中生应该具备的基本能力。从相关试题分析中，对于物体本身的环境需要从其受力的情况展开，画出受力示意图，探究各种作用力对物体的影响。如某地高考中有题如下：质量mA>mB的兩个物体叠加在一起，紧靠竖直墙壁，由静止释放，沿粗糙墙面下落，求物体B的受力状况。根据题意分析，A、B两个物体可以作为整体，同时沿粗糙竖直墙壁下滑。因为是竖直墙壁，则墙面对A、B两物无弹力，也无摩擦力，仅受到重力作用。再对A、B两物进行隔离分析，B在下面，A在上面，均处于自由落体运动中，所以，B物所受的作用力应该只有自身重力影响，即mBg。对于该题的受力状况分析，很容易被粗糙墙壁，以及A物再上面带来干扰。解决该题的思路，就是要通过题意分析，从整体状态及隔离状态来分析B物的受力状况。同样，某地高考物理选择题中，一三角形物体平置于地面，另一三角形物体B置于A物其上，在B物上施以竖直向下的力F，A、B两物均处于静止状态，问物体A的受力个数有几个？A、B两物处于静止状态，说明A、B间存在摩擦力。对于该题，在进行受力分析前，需要明确一般流程。首先要明确研究对象，接着分析受力情况，再通过受力画出示意图，最后检查所受力的状况。针对连接或叠加的物体，在进行受力分析时，需要用整体法、隔离法，整体法是将多个物体、多个过程、多个未知量看作整体进行分析，如果内力明确，则先用隔离法，再用整体法;如果外力明确，则先用整体法，再用隔离法。很显然，对于下面的A物体，受到自身重力的作用，物体B自身重力与A之间摩擦力的作用，还有外力F对物体A的摩擦力和压力，共4个作用力。

二、从物体静态来分析平衡问题

对于静态下的平衡问题，主要有共点力作用下处于静止或匀速直线状态的平衡。该平衡条件是所受合力为零。在进行受力分析时，需要结合弹力、摩擦力等进行受力方向分析和判断。如某地高考试题中，地面堆放一些圆木，而其中一根圆木P的受力点为M、N，如图1所示。

通过题意分析，该支撑点的受力方向与地面垂直，所以点M的支持力应该垂直于地面，竖直向上;对于点N，其受支持力的方向也应该垂直接触面，即与MN垂直。对于静摩擦力的分析，应该与接触面平行，与支持力垂直，所以，点M的静摩擦力沿水平方向，点N的静摩擦力沿MN方向。该题在设计上较为新颖，与现实生活联系紧密，对学生而言，需要立足物理知识来构建物理模型，通过受力分析来解决实际问题。同样，某地试题中，有篮球摆放在球架上，球架宽度为d，篮球质量为m，直径为D，不计球与球架间的摩擦力，每只球对一侧球架的压力是多少？对于该题，在进行分析时，首先要判断弹力的大小。当出现明显形变时，则可以用弹力进行判断，当形变不明显时，可以用假设法进行判断。即先假设该力不存在，看物体的受力状态如何变化，如果不变，则弹力不存在;反之，则存在。弹力的大小，可以根据牛顿运动定律、共点力平衡进行计算分析。对于摩擦力的计算，需要明确其状态，如果是静摩擦力，则用牛顿定律、共点力平衡进行分析，如果是滑动摩擦力，则用动能定理或滑动摩擦力公式来计算。显然，对于该题，通过共点力分析，得到对一侧的作用力为mgD2D2-d2。

三、从物体动态入手来解析平衡问题

高考物理中，动态平衡是难点，加之题型多，学生在认知、解法上难以掌握要领。不过，面对动态平衡问题，需要了解和掌握基本的通用解法。通常，在动态平衡中，某物体的状态发生变化，而这个过程又处于一种平衡状态。如“缓慢”运动。对于共点力分析，该点合力为零;三个力矢量应该呈现闭合三角形。如图2所示。

该小球置于斜面，并在细绳作用下固定于端点O，利用外力F，缓慢推动斜面体，小球滑动时无摩擦力，细绳处于直线状态。当升至顶端时，细绳接近水平。求斜面对小球的支持力Fn，及绳对小球的拉力Ft的变化情况？我们来分析小球的受力状况，从小球沿斜面上升并接近顶端时，其受力过程中Fn的支持力是逐渐增大的，而对于细绳对小球的拉力，随着斜面体的移动，其拉力是先减少，后增大。该题考查的重点是动态平衡问题，需要学生在分析受力时，从多个角度来剖析。如利用解析法，将小球作为研究对象，画出小球的受力示意图，根据因变量、自变量的函数关系，来得出计算结果。也可以利用力三角形图解法，将小球进行受力分析，根据平行四边形定则来画出受力矢量图，根据力的矢量长度变化来分析各个力的大小变化。另外，还可以引入正交分解法，对于小球，在三个或三个以上力作用下处于平衡状态，则可以建立直角坐标系，利用矢量运算方法来求解。

结语

从高中物理平衡问题分析中，对于平衡的状态，可以是静止的，也可以是运动的。可以是单个物体，也可以是多个物体。但无论哪种情况，在解析平衡问题时，都需要从中发现隐藏条件，寻找解题的突破口，掌握受力分析的方法，来解决疑难。

【参考文献】

[1]邵嫣然.关于高中物理力学解题中整体法的分析策略[J].科技经济导刊，2018，26（5）：117.

[2]海泽儒.高中物理力学解题技巧及应用实践探索[J].科技风，2018（9）：35+37.

（作者单位：陕西省白河高级中学）