湖南師范大學附屬中學(410000)
劉思苪●
準確的對研究物體進行受力分析的技巧研究
湖南師范大學附屬中學(410000)
劉思苪●
受力分析是分析、解決物理問題的一個重要環節,如果這一環節出現了問題,將導致解題錯誤.在平時的學習、解題過程中,對題目中的受力物體進行準確的受力分析是解題的關鍵所在,因此,養成良好的力學分析顯得尤為重要.
物體受力;受力分析;技巧研究
準確的受力分析和良好的解題技巧是力學相關問題正確解題的關鍵,而準確的受力分析是整個解題過程的基礎,也是判斷物體狀態的依據.要對學過的平衡知識和力學知識進行充分的總結,加強聯系.
在做題過程中,先大體觀察下,先確認題目中存在哪些方面的力,大概是做什么運動.一般來說,在分析力時,一般先分析物體受到的電場力、安培力、重力等,這種力,在高中階段的題型中,一般是固定不變的;然后分析拉力,該類力是物體運動狀態改變的主要原因;接著就是分析彈力、浮力、壓力等力;最后分析摩擦力,而摩擦力又分為動摩擦力和靜摩擦力.根據所學知識,物體所受的力分為恒力、主動力和被動力.需要注意的是,在受力分析時,需要特別注意彈力和摩擦力的有無以及大小和方向,這兩種力的判斷是高中階段物體受力分析中的重難點.
1.對物體進行受力分析時,首先分析的是性質力,而不是效果力,要首先分析重力、電場力、彈力或摩擦力.例如,物體處于一個斜坡上,上方有一個彈簧,判斷物體是否受到摩擦力和彈力,在判斷這兩種力的過程中,要結合題干中所給出的數據,彈力是否存在比較好判斷,只需知道彈簧有無形變即可明確,而摩擦力是否存在,需要對物體畫出受力分析圖,將重力進行分解為沿斜坡向下和垂直斜坡,如受到彈力,則比較彈力和重力沿斜坡的大小關系,如彈力大于該力,則物體受到摩擦力,方向為沿斜坡向下,如彈力與重力相等,則物體不受摩擦力,如彈力小于物理重力沿斜坡的力,則物體受到摩擦力,且方向沿斜坡向上.
2.對物體進行受力分析時,要對作用力的主動和被動進行分析.這種是建立在物體或者體系的選擇上的.
3.對物體進行受力分析時,不能漏掉必要的條件,對于某些不起作用的力要進行適當的忽略,防止對體系產生不必要的影響.
4.對物體進行受力分析時,所有的力都是受力也就是由施力的物體,無主力就可以進行排除.這樣可以防止添加某些力,防止力的增加引起錯誤.先假定受到某個力,找到施力物體的就是存在的.找不到施力物體,則肯定不受此力,這樣可以簡化力的選擇.飛離槍口的子彈,必然不受槍的沖力.
5.對物體進行受力分析時,要有恰當的劃分方式.不能同時分析物體受力的合力和分力,要建立坐標逐漸進行.避免同一個力多次考慮,減少錯誤的發生.
第一,先整體后隔離原則,整體是基礎;第二,先外圍后核心,逐層遞進;第三,先簡單后復雜.當研究連接體問題時,這種原則的應用很關鍵.正確的選擇研究對象,對受力進行分析,利于整個問題的解決.涉及到兩個以上的物體,要進行深入的對比研究.根據問題的需要,在整體和部分中,選擇合適的研究對象.這樣可以使物體受力便于分析,列出的方程簡單,簡化計算,提高速度和準確度.
圖1
例1 如圖1所示,在水平面上放一重100N的木板,在木板上放一重500N的貨箱,貨箱與木板、木板與地面的動摩擦因數均為0.5,為了把木板從貨箱下抽出來,先用繩將貨箱拉住,繩的另一端固定在墻上,繩子與水平方向夾角為θ,然后用水平力F拉木板,木板在被勻速拉動時,水平力F為多大____?(已知sinθ=0.8,cosθ=0.6)
圖2 圖3
解析 當研究的體系或者對象是一個組合的時候,由兩個以上物體構成,就可以采用整體法與隔離法.在整個的運算中,先整體后隔離,先對簡單的受力進行分析如圖2,后對復雜的受力進行分析如圖3.在整個的分析中要選擇合適的對象,這樣進行分析,能夠對整個題目的解決有一個很大的幫助.在其他力不能滿足條件時,要對這一隱藏條件進行深挖,從而幫助我們順利解答題目.
綜上所述,在受力中要理解力的概念,充分掌握力的特點.正確分析受力是解決力學問題的基礎和依據,要在分析中做到細致求解.要想熟練掌握此類的題目,還需要通過一定的練習,不斷進行正確思維,不斷加深對運動規律的認識,這樣就能正確的分析題目.在練習中要反復體會方法,總結獲得重要的技巧,達到解題快速正確的程度.
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