探讨高中物理受力分析的常见题型和常用方法
摘 要:
力学一直都是高中物理的重难点模块,在每年的物理高考中都占有较大分值和难度,解答这类问题需要综合灵活利用受力分析的各种方法 。本文通过结合国内外专家学者对此类问题的分析,梳理总结相关文献,来进一步探讨高中物理受力分析的常见题型和常用方法。
关键词: 高中物理 受力分析 题型方法
- 前言
在高中物理中,受力分析是将我们需要去研究的对象看作一个孤立的物体,然后按照题目所给出的数据和各种力的定义以及产生的条件,综合地去分析这个独立物体所受到的各种外力特性(找出力的作用点、大小和方向),最后进行力的合成与分解并画出力的示意图的过程。其中外力包括主动力和约束力。而受力分析也一直在高考中占有很大的分值,同时也是一个物理高考的重难点。在高中物理中,受力分析贯穿了整个学习过程,不管是力学、电磁学、光学还是热学,都有受力分析的身影,因此掌握有关受力分析在高考中的常见题型和解题的常用方法对我们的物理学习与考试十分重要。目前,国内外的专家学者们对此类问题有了一定的理论总结,本文将会对这些相关的文献进行梳理总结。
- 国内外相关研究
目前,国内外对有关探讨高中物理受力分析的常见题型和常用方法的研究成果不在少数,对高考中出现的常见题型和常用方法也取得了一些总结,我会据此进行一些概括与分析。
徐伟在《试论高中物理“受力分析”》一文中认为,纵观高中物理的学习内容,“受力分析”在学生所有的高中物理的学习阶段都有重点出现并且非常关键,在力学、电磁学和热学等方面都有很多的需要用到受力分析去解决的题型[1]。比如说,高中物理中最基本的力学是研究物体的运动规律,物体能进行多种运动,有直线运动,也有曲线运动,因此我们需要先判断物体做的到底是哪种运动。而物体运动类型是根据物体的初速度和受力来判断的,因此我们要对物体有正确合理的受力分析,再将其运动的初速度与之结合,才能得到物体的具体运动状况。在明确物体具体运动状况后,再用恰当的物理公式和定理定律对需要求出的相关物理量进行求解。刘锦彬在《高中物理受力分析难题的突破思路》中也说过类似的话,受力分析是让我们依照实际受力情况,来对物体的受力顺序进行分析,在做题时要根据题意的关键词和物体运动状态来进行最终的受力分析。[2]
要知道高中物理中有关受力分析的常见题型我们就必须先了解高中物理教材中有哪些利。薛慧娟在《浅谈高中物理的受力分析》中提到,在教材中提到的常见力有重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力(洛仑兹力和安培力),以及空气阻力、浮力等等。其中摩擦力和磁场力较为复杂[3]。最常见的三种力当然是重力、弹力以及摩擦力。重力是由于地球吸引而产生的,方向竖直向下,大小为mg,在地面的附近,可以认为重力近似等于万有引力。弹力是物体间直接接触或者因挤压发生了弹性形变而产生的,弹力方向与施力物体的形变方向相反,与受力物体的形变方向相同,弹力的大小由物体所处的状态、所受其他外力和形变程度来决定。摩擦力分为滑动摩擦力和静摩擦力。滑动摩擦力产生必须得物体接触有正压力,接触面粗糙和有相对运动,方向为沿接触面的切线,与相对运动的方向相反,Ff=mu;FN。静摩擦力产生必须让物体接触有正压力,同时也要接触面粗糙和有相对运动的趋势,最大静摩擦力Fmax=mu;FN,范围为0-Fmax。
