高中物理力学综合题解法探究

胡小飞

一、读清题意，构建物理情景.

解决物理问题，读题是第一步，尤其是力学综合题，一般描述过程都复杂，文字、物理量多，审题过程中，一定要耐心、仔细，首先要分清主次，抓住核心过程;然后理清头绪，找到各物理量、物理过程中联系.在这一过程中，建立起一幅比较清晰的关于所求问题的物理图景，对解题思维框架进行初步的构成.一般情况下，在高中物理力学综合题中，大多数的题目都会在题干中给出一些极为明显的已知条件，但也会将一些重要的解题信息隐藏在题干中，而这些所隐含的信息必定往往都是解题的关键部分，所以这需要学生在审题分析过程中认真、仔细地将隐含信息找出，进而为解题提供支持.

二、循序渐进，选取正确的方法.

对于力学综合题，无外乎探究物体受力与运动、功、能之间联系，在探究过程中，首先要明确研究对象、然后进行受力分析、接下来以牛顿第二定律作为联系纽带找出各物理量关系;对于没有涉及加速度的，可以从功和能的观点联系各个物理量.在运用规律的过程中，要让学生熟悉，了解各种典型的物理模型，学会应用，从而达到事半功倍的效果.

例1 如图1所示，一质量为M、长为L的长方形木板B放在光滑的水平地面上，其右端放一质量为m的物体A，m< M.现以地面为参考系，给AB以大小相等，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但A刚好没有离开滑板B.

（1）若已知A、B的初速度大小为v0，求它们最后的速度大小和方向，

（2）若初速度大小未知，求A向左运动到最远处离出发点的距离.

解析（1）A刚好没有滑离B板，表示当A滑板到B板的最左端时，A、B具有相同的速度，设此速度为v，经过时间t，A、B间的滑动摩擦力f，对A：

例2 如图3所示，位于竖直平面内有1/4圆弧的光滑轨道，半径为R，OB沿竖直方向，圆弧轨道上端A点距地面高度为H当把质量为m的钢球从A点静止释放，最后落在了水平地面的C点处.若本地的重力加速度为g，且不计空气阻力.试计算：

（1）钢球运动到B点的瞬间受到的支持力多大？

（2）钢球落地点C距B点的水平距离s为多少？

解析 此题的物理情景比较明朗，钢球从光环网弧A下滑到落到C点可分成两个我们熟悉的过程：（1）光滑1/4圆弧内的圆周运动，（2） B-C过程的平抛运动;首先，以钢球为研究对象，沿网弧从A到B过程中受竖直向下的重力和时刻垂直于网弧面的支持力，考虑到支持力方向时刻在变，该过程很难运用牛顿第二定律;但应该注意到，虽然支持力是变力，然而由于其时刻垂直于运动方向，整个过程中支持力不做功，也就是只有重力做功.

例3 静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连，如图4所示，轻绳长/=1 m，承受的最大拉力为8 N，A的质量m1=2 kg，B的质量m2 =8 kg，A、B与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，现用一逐渐增大的水平力F作用在B上，使A、B向右运动，当F增大到某一值时，轻绳刚好被拉斷（g=10 m/s².

（1）求绳刚被拉断时F的大小;

（2）若绳刚被拉断时，A、B的速度为2 m/s，保持此时的F大小不变，当A静止时，A，B间的距离为多少？

解析 此题可以用“整体法与隔离法”求解：

（1）设两物块一起运动的加速度为a，则有：

例4 如图5所示，定滑轮到滑块的高度为h，已知细绳的拉力为F（恒定），滑块沿水平面由A点前进s至B点，滑块在初、末位置时细绳与水平方向的夹角分别为α和β，求滑块由A点运动到B点过程中，绳的拉力对滑块所做的功.

解析 设绳对物体的拉力为T，显然人对绳的拉力F等于T. T在对物体做功的过程中大小虽然不变，但其方向时刻在变，因此该问题是变力做功的问题.但是在滑轮的质量以及滑轮与绳间摩擦不计的情况下，人对绳做的功等于绳拉力对物体做的功，而拉力F的大小和方向都不变，所以F做的功可以用公式W= Fscos α直接计算.在绳与水平面的夹角由α变到β过程中，拉力F作用点位移大小：