高中物理力学解题技巧的分析与研究

2017-11-30 09:48周宇衡
中国校外教育(上旬) 2017年10期
关键词:动能定理木块合力

周宇衡

【摘要】高中物理课程在高考中占据较大比重,且对学生逻辑思维能力要求比较高,而力学又是物理课程占比较大的内容。因此,学好物理力学知识十分关键。要想全面强化我们的物理解题能力,就需要掌握一定技巧,积小成多。基于此,对高中物理力学解题技巧进行分析。

【关键词】高中物理力学解题技巧分析一、注重审题,寻找关键信息

审题作为解答问题的第一环节,在我们解答高中物理力学问题时,需要尤其注意审题环节,尽可能多的寻找出问题隐含的条件,提升问题解答概率。高中物理力学问题一般都会与我们的现实生活有关联。因此我们在审题过程中需要时刻注意问题中关键信息,留心问题中有没有隐性条件,将此信息进行分类,尽可能避免出现审错题的问题。

如图甲,水平面上质量m=2kg的小物体被一根已压缩的弹簧自A点弹出,与弹簧分离后又滑行一段距离停止在B点。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,AB间距离X=50cm。(g=10m/s2)

(1)求弹簧释放的弹性势能;

(2)将水平面弯成如图乙的一部分斜面与一部分水平面的对接(对接处有很小的光滑圆弧过渡),将物体自斜面上C点由静止释放,物体滑下斜面后又在水平面上滑动一段距离并停止于D点。已知CD间的水平距离也为50cm,求C点距水平面的高度h。

解:(1)在物体自A运动到B过程中,弹簧对物体做功设为WF,摩擦做功为Wf根据动能定理:WF+Wf=0根据功的公式:Wf=-μmgX设弹簧释放的弹性势能为Ep,则Ep=WF可得Ep=4J。

(2)设物体在斜面上滑动对应的水平距离为X1,在水平面上对应的距离为X2X=X1+X2物体自C运动到D過程中,重力做功设为WG,摩擦在斜面上做功W1,在水平面上做功W2根据动能定理:WG+W1+W2=0WG=mgh,W1=-μmgX1,W2=-μmgX2得:h=0.2m答:(1)求弹簧释放的弹性势能为4J;(2)C点距水平面的高度为0.2m。

本题主要考察我们对于动能定理的应用掌握情况,难度不高,属于基础题。在审题过程中我们需要牢牢把握核心词汇,从中寻找关系式。如:在物体自A运动到B过程中,根据动能定理列式求出弹簧对物体做的功,弹簧释放的弹性势能等于弹簧对物体做的功;从C到D的整个过程运用动能定理列式即可求。

二、扎实学习基础,准确把握受力分析

任何一门课程,扎实学习基础都是提升成绩的前提,高中物理课程的学习也是如此。对于物理力学公式而言,物体受力分析是十分基础的内容,也是我们必须要掌握的知识。在了解物理力学定义过程中,我们不仅需要记住概念的文字叙述,还要准确理解其所要表达的内容,尽可能减少一些认知上的错误。如位移和路程、功和能量、瞬时速度和平均速度等。

如图所示,木块放在粗糙的水平桌面上,外力F1、F2沿水平方向作用在木块上,木块处于静止状态,其中F1=10N,F2=2N。若撤去力F1,则木块受到的摩擦力是()。

(A)8N,方向向右(B)8N,方向向左(C)2N,方向向右(D)2N,方向向左

解:如图所示,木块放在粗糙的水平桌面上,外力F1、F2沿水平方向作用在木块上,木块处于静止状态,受的是平衡力,受力如图:

所以此时的摩擦力为f=F1-F2=10N-2N=8N;撤去F1后,木块仍处于静止状态,受的仍是平衡力作用,受力如图:

此时物体受的摩擦力为f=F2=2N,方向向右,故选C.

需要注意的是,我们在解题过程中要区别静摩擦力与滑动摩擦力,及大小的计算;静摩擦力的大小等于引起它有运动趋势的外力,而滑动摩擦力等于μFN;同时知道最大静摩擦力要略大于滑动摩擦力。

三、强化逻辑思维能力

逻辑思维能力作为我们学习高中物理力学知识必须要具备的能力,对于一些复杂的物体受力问题或者是多个物体间的受力问题,都需要我们具备较强的逻辑思维去全面分析其中存在的关系,进而有效降低问题的难度。同时,虽然高中物理力学问题的类型多种多样,但是从本质上分析还是具备一定规律的。因此,在解题过程中我们需要注重总结规律,归纳知识间存在的关系,进而实现举一反三的学习成效。

设有5个力同时作用于质点P,它们的大小和方向相当于正6边形的两条边和三条对角线,如图所示,这5个力的合力的大小等于其中最小力的()。

A.3倍B.4倍C.5倍D.6倍

解答:解:先确定角的大小

因为图形是正六边形,所以∠1=120°,各个定点是圆上的点,所以∠2=90°,∠3=30°,即三角形PCB为直角三角形且∠CBP=30°,选F2与F5 合成,合成后的合力大小为F3=2F5,选F1与F4合成,合成后的合力大小为F3=2F1,又:F5与F1都是一条边,所以:F5=F1,所以总的合力为:3F3=6F1,故:合力为最小力的6倍故选:D。

在解题过程中我们可以使用图解法分析分力与合力的关系,当两个分力成一定的夹角α(α<180。)时,增大其中一个分力或使两个分力都增大,我们需要依据题意综合合力的变化情况。本题可以使用数学公式推导的方法解决,也可以用函数图像数形结合的方式解决,但是最为便捷的方法则是图解法。为了更加利于我们分析合力的变化,我们可以借助辅助参考圆来进行分析。如F1、F2的共点在圆心,而且开始时F1、F2的合力为F,大小恰好为圆的半径。

四、结束语

综上所述,高中阶段物理力学知识的学习对于我们日后的学习发展而言具有深远含义,这就要求我们在学习中总结经验,针对存在的不足寻找问题解决方案。在积累解题技巧过程中我们需要关注审题,从问题中寻找答案,并不断扎实自己的学习基础,实现举一反三的学习成效。

参考文献:

[1]刘鹏.浅谈高中力学的解题思路及技巧[J].亚太教育,2015,(25):23.

[2]豆平祖.高中物理教学中学生解题能力的培养思路刍议[J].才智,2015,(22):135.

[3]杨博睿.议高中物理力学解题中整体法的运用[J].科学大众,2017,(02):30.

[4]于胜寒.函数图像的“切线斜率”的理解及在高中物理解题中的应用[J].中国新通信,2016,(23):134.endprint

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