利用模型法巧解動(dòng)能定理的多過(guò)程問(wèn)題

魏鐵道

摘 要： 本文針對(duì)學(xué)生對(duì)動(dòng)能定理的多過(guò)程問(wèn)題求解的困難，通過(guò)認(rèn)真審題，建立模型，明確解題步驟的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生利用模型法求解動(dòng)能定理的多過(guò)程問(wèn)題。

關(guān)鍵詞： 物理模型 多過(guò)程 動(dòng)能定理

在應(yīng)用動(dòng)能定力解決問(wèn)題時(shí)，常常遇到多過(guò)程問(wèn)題。所謂多過(guò)程問(wèn)題，就是包含幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的分過(guò)程的問(wèn)題，遇到這類(lèi)問(wèn)題，學(xué)生往往容易出錯(cuò)，究其原因，主要是學(xué)生不能正確分析這類(lèi)問(wèn)題中物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況。如何利用動(dòng)量守恒正確分析解決多過(guò)程問(wèn)題呢？我認(rèn)為應(yīng)從以下方面入手。

一、認(rèn)真審題，充分理解題意

在審題過(guò)程中要挖掘隱含條件，捕捉關(guān)鍵詞語(yǔ)，如“最多”、“剛好”、“瞬間”等詞語(yǔ)。同時(shí)要特別注意題目中的已知條件、解答要求及考查的主要內(nèi)容，只有掌握了這些第一手的信息，才能為正確解題打好基礎(chǔ)。

二、建立合適的物理模型

多過(guò)程問(wèn)題求解的關(guān)鍵是建立合適的物理模型，建模可以從“數(shù)、形、鏈”三個(gè)方面入手，這里面的“數(shù)”指的是物理量；而“形”指的是將設(shè)立的物理情景以圖形形式呈現(xiàn)出來(lái)；“鏈”即情景鏈接和條件關(guān)聯(lián)，情景鏈接就是將多過(guò)程的物理情景分解成幾個(gè)物理子過(guò)程，并將這些子過(guò)程由“數(shù)、形”有機(jī)鏈接起來(lái)，條件關(guān)聯(lián)即“數(shù)”間關(guān)聯(lián)或存在的臨界條件關(guān)聯(lián)等。一般分三步建立模型。

1.分析和分解物理過(guò)程，確定不同過(guò)程的初末狀態(tài)，將狀態(tài)量的變化與過(guò)程量對(duì)應(yīng)起來(lái)；

2.畫(huà)出關(guān)聯(lián)整個(gè)物理過(guò)程的情景圖，對(duì)于物體的運(yùn)動(dòng)和相互作用過(guò)程直接畫(huà)出過(guò)程草圖；

3.在圖上標(biāo)出物理過(guò)程和對(duì)應(yīng)的物理量，建立情景鏈接和條件關(guān)聯(lián)，完成情景模型。

三、明確解決多過(guò)程問(wèn)題的解答步驟

應(yīng)用動(dòng)能定力解決多過(guò)程問(wèn)題的解題步驟如下：

例：如圖所示，水平軌道與豎直平面內(nèi)的圓弧軌道平滑連接后固定在水平地面上，圓弧軌道B端的切線(xiàn)沿水平方向。

（1）在撤去力F時(shí)，滑塊的速度大小；

（2）滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；

（3）滑塊通過(guò)B點(diǎn)后，能沿圓弧軌道上升的最大高度h=0.35m，求滑塊沿圓弧軌道上升過(guò)程中克服摩擦力做的功。

分析審題：

1.建模：該滑塊運(yùn)動(dòng)可分三段過(guò)程，第一段，滑塊做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；第二段，滑塊做勻直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；第三段，滑塊做減速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

2.畫(huà)過(guò)程圖：