例析“三個分析”在高中物理綜合題中的應用

【摘 要】高中物理中很多習題，都會牽扯到受力、運動以及能量轉換的問題。由于這類題綜合性很強，很多同學感到無處下手，解決這類問題。要想盡快找出解決這類問題的突破口，務必要做好三個分析，即受力分析、運動分析和做功分析。

【關鍵詞】高中物理;綜合題;三個分析;應用

【中圖分類號】G633 ? ? ? 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）22-0139-01

高中物理中很多習題，都會牽扯到受力、運動以及能量轉換的問題。由于這類題綜合性很強，很多同學感到無處下手，解決這類問題。要想盡快找出解決這類問題的突破口，務必要做好三個分析，即受力分析、運動分析和做功分析。

下面我們就來談談這三種分析的具體方法和步驟，以及在具體題目中的應用。

一、受力分析

受力分析是其他分析的基礎，因此我們首先要進行受力分析。這就是需要熟悉掌握高中階段學過的五種常見的性質力——重力（萬有引力）、電場力、磁場力和彈力、摩擦力。要知道在地面附近的一切物體都受重力、天體之間分析萬有引力，帶電物體在電場中受電場力，通電導線或帶電的運動物體在磁場中受磁場力，這三種屬于場力。是在一定環(huán)境中受到的力。彈力是相互接觸并發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的，摩擦力是相互接觸發(fā)生擠壓，有相對運動或相對運動的趨勢時產(chǎn)生的力，這兩個屬于接觸力。

受力分析的步驟是：（一）確定研究對象;（二）明確研究對象所處的環(huán)境，分析所受到的場力;（三）看研究對象與周圍環(huán)境有哪些接觸，在接觸的地方一一去分析彈力和摩擦力;（四）結合研究對象的運動狀態(tài)，看有無多分析或少分析力。

例如：（2015年福建高考）如圖1絕緣粗糙的豎直平面MN左側同時存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場方向水平向右，電場強度大小為E，磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為B，一質量為m，電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點由靜止開始沿MN下滑，到達C點時離開MN做曲線運動，A、C兩點間距離為h，重力加速度為g.

（1）求滑塊運動到C點的速度大小。

（2）求滑塊從A點運動到C點過程中克服摩擦力做功。

對于此題我們先進行受力分析，把滑塊作為研究對象。帶正電的運動的滑塊，在重力場電場和磁場的環(huán)境中，會受到三種場力。即重力、電場力和洛侖茲力。再看滑塊與粗糙的墻壁接觸并且下滑，可知道滑塊受支持力和摩擦力，其受力分析如圖2所示。

二、運動分析

由于力決定著運動的類型，在畫出受力示意圖后，可進行運動的分析。

（1）先找出有哪些是變力，變化的原因是什么，怎么變。

（2）再找出合力怎么變，方向如何，進一步得到加速度的方向和大小變化的情況。

（3）結合速度與加速度的方向關系，得到速度的變化情況。

例如上題中，F(xiàn)洛隨速度變化而變化，在水平方向上，F(xiàn)N會隨F洛的增大而減小，F(xiàn)f會隨FN的變小而變小，也就是說所受力中有三個變力。滑塊從A到C的運動過程中，在水平方向上滑塊處于平衡狀態(tài)，因此，F(xiàn)N+F洛=F電，在豎直方向重力大于摩擦力，因此F合=mg-Ff=ma，合力向下，加速度向下，速度也向下，因此速度增加，F(xiàn)洛增大，F(xiàn)N減小，F(xiàn)f也減小，合力變大，加速度變大，且與速度同向，因此速度也增大，滑塊作加速度增加的加速運動。到達C點時離開MN說明FN=0，即F洛=F電，由此可求出運動到C點的速度，由qvB=Eq指出v=〖SX（〗E〖〗B〖SX）〗。

三、做功分析

做功分析的基礎同樣是受力分析，做功分析的具體內(nèi)容有：（一）哪些力做功，哪些力不做功;（二）哪些力做正功，哪些力做負功;（三）哪些力是恒力做功，哪些力是變力做功。做功分析的目的是求總功，為進一步應用動能定理打下基礎。

由上面的例題可看出，遇到求速度或求功的問題，我們先從受力分析入手，進一步分析運動和分析做功。當物體運動類型分析清楚后，就可求出某特殊位置的速度或運動過程中的最大速度或最大加速度。根據(jù)速度的變化，得出動能的變化，進一步求出某些變力的功。

再例如：如圖3所示，在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，有兩根水平放置且足夠長的平行金屬導軌AB、CD，在導軌的A、C端連接一阻值為R的電阻，一根質量為m，長度為L的金屬棒ab垂直導軌放置，導軌和金屬棒的電阻不計，金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，若用恒力下沿水平方向向右接金屬棒使其運動，求金屬棒的最大速度。

綜上所述，在解決物理題時，尤其是牽扯到力、速度、功，這類問題時，首先要進行受力分析，進一步分析運動和做功，從而找到解題的突破口?，F(xiàn)行高考非常重視物理學科的基礎性考查，學生對物理定義、定理和規(guī)律一定要吃透，舉一反三。學生只有學會了“三個分析”在綜合題中的應用，才能保證在高考中，解決一些平時少見且靈活性很強的難題，從而在高考中，取得滿意的物理成績。

參考文獻

[1]《高效課堂》（選修3-2人教版）甘肅少年兒童出版社，2013年8月第1版.

[2]《驕子之路》（高考總復習2017版）光明日報出版社，2017年1月第1版.

作者簡介：薛利民（1972-6），男，漢，甘肅蘭州，高中物理教師，研究方向：高中物理教育。