由兩道動力學(xué)習(xí)題想到的解題方法

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）14-121-01

1、如圖所示，abc是光滑軌道，其中bc部分是半徑為R的豎直放置的半圓軌道.一質(zhì)量為M的小木塊放在軌道水平部分，木塊被水平飛來的質(zhì)量為m的子彈射中，并滯留在木塊中.若被擊中的木塊沿軌道能滑到最高點(diǎn)c，且對C點(diǎn)的壓力大小為（M+m）g，求：子彈射入木塊前瞬間速度大小。

2、在沙灘上有一木塊，質(zhì)量M1=5kg，木塊上放一爆竹，質(zhì)量M2=0.10kg。點(diǎn)燃爆竹后木塊陷入沙中深5cm，若沙對木塊運(yùn)動的運(yùn)動阻力恒為58N，不計爆竹中火藥質(zhì)量和空氣阻力，求爆竹上升的最大高度。

第一題，原因是子彈碰撞木塊M，導(dǎo)致子彈隨著木塊M上升了高度，且做的是圓周運(yùn)動。第二題由于爆竹的被點(diǎn)燃，導(dǎo)致木塊陷入沙中，爆竹上升了高度 。

這兩題都是典型的因果關(guān)系。所謂因果關(guān)系，即原因和結(jié)果的關(guān)系。原因是指引起一定現(xiàn)象的現(xiàn)象，結(jié)果是指由于原因的作用而引起的現(xiàn)象[1]。動力學(xué)中的因果關(guān)系是物理的核心問題[2]，對原因與結(jié)果之間的聯(lián)系分析，掌握信息，循因?qū)Ч饕虻倪@些方法，就是教師在物理解題教學(xué)中常用到的因果關(guān)系分析法，順向思維法和逆向思維法，這些方法是解決動力學(xué)最基本的方法。

待求量是由原因出發(fā)而求得的方法就是順向思維法，相反，待求量是由結(jié)果出發(fā)求得的方法就是逆向思維法。選擇順向思維還是逆向思維，關(guān)鍵是看待求量是原因中的狀態(tài)量，還是結(jié)果中的狀態(tài)量，待求量是原因中的狀態(tài)量就采取逆向思維法，是求結(jié)果中的狀態(tài)量則采取順向思維法。所以，順向思維和逆向思維都是建立在因果關(guān)系分析法的基礎(chǔ)上的，在解題中，首先要分析題中的因果關(guān)系及因果關(guān)系中分別對應(yīng)的物理狀態(tài)量和涉及到的物理原理， 再根據(jù)因果關(guān)系中的待求量、已知量循因?qū)Ч⒅饕颍瓿山忸}。

如第一題，首先對該題進(jìn)行因果關(guān)系分析：

原因

結(jié)果1

結(jié)果2

其次，判斷待求量是原因中的狀態(tài)量還是結(jié)果中的狀態(tài)量，再選擇順向思維或是逆向思維。該題待求量是子彈射入木塊前的瞬間速度Vo，它是原因中出現(xiàn)的物理量，所以選擇逆向思維法 即由果索因

先從結(jié)果2 ： N+G=（m+M）Vc2/R Vc

再從結(jié)果1：

1/2（m+M）VB2=2（m+M）gR+1/2（m+M）Vc2 VB

最后由原因中mVo=（m+M）VB Vo

又如第二題，第一步對該題進(jìn)行因果關(guān)系分析：

原因：

結(jié)果1：

結(jié)果2：

第二步，待求量是爆竹上升的高度h，

高度h在1/2M2V22=M2gh出現(xiàn)，，即h在結(jié)果2

中，所以可以選擇順向思維法，順藤摸瓜，循因?qū)Ч?/p>

原因：0=M2V2---M1V1

先由 得 出V2

結(jié)果1：M1Gs--Fs=--1/2M1V22

再由結(jié)果2：1/2M2V222=M2gh h

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫 毅.如何認(rèn)識因果關(guān)系在唯物辯證法中的地位.教學(xué)與研究.1999.5.

[2]夏曰鼎.辯證力學(xué)三定律. 2008，8.