联用a整=a个及a-F外图像巧解叠加体分离的临界问题

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  【摘 要】用加速度的临界条件:整=个和联合使用-?F外图像、来详细描述,由某个逐渐增大的外力作用使得叠加体系统出现的“整体-临界分离-分离”的渐变过程。
  【关键词】叠加体;临界分离;整体角速度;个体加速度;-F外图像
  【中图分类号】G637  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437(2020)04-0072-02
  高中阶段学习了牛顿第二定律之后,会遇到很多叠加体问题,如两个或多个物块紧挨在一起被外力加速,或者水平面上的木板上放置一个或者几个木块,外力拉木板或木块,计算板与块相互分离的问题。在这类问题的教学中我们要求学生不能孤立、静止、片面地看待其中一个,我们不能“只见树木、不见森林”,我们树木森林都要见,要在整体与局部、个体之间切换我们观察的镜头。外力增加到什么程度才能使板、块分离呢?那就是这个局部、个体的加速度与系统整体的加速度开始不一样时,系统临界,系统状态由量变发生质变,个体与整体的速度和位移开始不一样,即将分崩离析,某些个体开始分道扬镳,整体面临解体。也就是用这样的加速度的临界条件:整=个。我们还可以使用-F外图像来详细描述,由某个逐渐增大的外力作用使得系统出现的这种“整体-临界分离-分离”的渐变过程。这种方法可以形象地比喻为“森林-树木法”。
  这类问题在高考中经常出现。既考查了牛顿第二定律的掌握情况,又考查了摩擦力、最大静摩擦力等基本概念的理解。學生只有在熟练运用整体法、隔离法的基础上,在头脑里建构形成,加速度随着外力改变而发生量变-突变的完整物理图景后,才能解出答案。
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