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摘要:力学是高中物理的重点知识,相关习题情境灵活多变.为提高学生力学习题的解题能力,应注重针对不同的力学情境为学生讲解相关的解题方法.其中解答有关连接体问题时运用整体法可获得事半功倍的解题效果.为使学生掌握整体法解题的思路与技巧,应注重为学生讲解整体法在解答不同力学情境中的应用.
关键词:整体法;高中物理;力学;解题;应用
中图分类号:G632文献标识码:A 文章编号:1008-0333(2021)28-0094-02
整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法.在解答力学中连接体问题时,运用整体法可不用考虑物体之间的相互作用关系,有助于学生透过现象看本质,更好的构建物理方程,提高解题效率,因此应将整体法在力学解题中的应用讲解作为教学的重要内容认真落实.
一、用于分析力的最值
使用一细线连接质量相等的a、b两球,使用另一细线Oa将球a悬挂在天花板上,如图1所示,使用F拉小球b,使得两小球均处于静止状态.其中小球的质量为m,细线Oa与竖直方向所成的角θ为30°,则F的最小值为( ).
习题因未涉及小球a、b之间的关系,因此,可使用整体法进行分析.将小球a、b看成一个整体,对整体进行受力分析.可知其受到细线Oa的拉力、自身重力以及拉力F.在这三个力的作用下系统处于平衡状态,由力的平行四边形合成法则可知,当F的方向和细线Oa垂直时其值最小,由几何知识可得F/2mg=sin30°,即,F=2mgsin30°=mg,选择B项.
应用点评:习题看似无从下手,实际上考查的是力的合成法则.解题的关键在于将球a、b看做一个整体,等效为一个重为2mg的物体,绘制对应的力的合成图,不难求出F的最小值.
二、用于计算力的大小
使用一轻质弹簧连接A、B两个小球,给小球B施加水平向左的恒力F,使两个小球沿着一固定在水平面上的光滑斜面向上做加速度为a的匀加速运动,如图2所示.若两小球质量均为m,斜面倾角为30°,弹簧的劲度系数为k,弹簧此时的长度为l,则拉力F和弹簧原长分别为( ).
应用点评在计算作用在连接体上的力的大小时可将连接体看做一个整体,运用牛顿第二定律求出其整体加速度.因局部的加速度和整体加速度保持一致,在此基础上可分析物体的局部受力情况.
分析两个木块的加速度时可将其看成一个整体,通过受力分析运用牛顿第二定律进行求解.将两个木块的重力分解成垂直和沿斜面的两个力,设其加速度为a,则(m1+m2)gsinθ-μ(m1+m2)gcosθ=(m1+m2)a,解得a=gsinθ-μgcosθ1进行受力分析得到:m1gsinθ+T-μm1gcosθ=m1a,解得T=0,表明细绳无张力,选择C项.
应用点评判断物体的运动状态时可运用整体法构建物体运动的加速度方程,而后运用相关的数学知识进行判断.当然在分析物体局部作用力时可采用假设法,通过构建物理方程求解出最终的结果,来调整假设.
四、用于求解能量问题
如图4所示,物块A、B使用细线连接后跨过一定滑轮,B在水平台上.物块A的质量是物块B质量的2倍.物块A从H高处由静止下落,忽略所有摩擦力.取地面为零势能面,若物块A的动能和势能相等时,物块A距离地面的高度为( ).
应用点评在求解能量问题时常将两个或多个物体看做一个整体,运用动能定理、机械能守恒定律构建物理方程.
整体法是一种重要的解题方法,对学生分析问题的能力要求较高.应用整体法解答物理力学习题常用的知识点有:受力分析、牛顿第二定律、动能定理、机械能守恒定律等.另外部分习题还应用到几何以及函数知识,因此,在教学中既要要求学生切实打牢基础,又要使其具备跨学科意识,注重数学知识的应用.
參考文献:
[1]赵彬.高中物理力学解题中整体法的应用方法分析[J].名师在线,2020(21):68-69.
[2]汤晓红.整体法在高中物理力学解题中运用探讨[J].高考,2019(34):171.
[3]杨彦翔.整体法在高中物理力学解题中的应用[J].数理化解题研究,2019(19):75-76.
[4]魏国享.浅谈高中物理力学解题中整体法的应用[J].考试周刊,2018(78):152-153.
[5]王笑寒.整体法在高中物理力学解题中的应用分析[J].中学生数理化(学习研究),2018(06):72+97.
[责任编辑:李璟]
作者简介:康德群(1988.5-),男,江西省遂川人,硕士,中学一级教师,从事高中物理教学研究.
关键词:整体法;高中物理;力学;解题;应用
中图分类号:G632文献标识码:A 文章编号:1008-0333(2021)28-0094-02
整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法.在解答力学中连接体问题时,运用整体法可不用考虑物体之间的相互作用关系,有助于学生透过现象看本质,更好的构建物理方程,提高解题效率,因此应将整体法在力学解题中的应用讲解作为教学的重要内容认真落实.
一、用于分析力的最值
使用一细线连接质量相等的a、b两球,使用另一细线Oa将球a悬挂在天花板上,如图1所示,使用F拉小球b,使得两小球均处于静止状态.其中小球的质量为m,细线Oa与竖直方向所成的角θ为30°,则F的最小值为( ).
习题因未涉及小球a、b之间的关系,因此,可使用整体法进行分析.将小球a、b看成一个整体,对整体进行受力分析.可知其受到细线Oa的拉力、自身重力以及拉力F.在这三个力的作用下系统处于平衡状态,由力的平行四边形合成法则可知,当F的方向和细线Oa垂直时其值最小,由几何知识可得F/2mg=sin30°,即,F=2mgsin30°=mg,选择B项.
应用点评:习题看似无从下手,实际上考查的是力的合成法则.解题的关键在于将球a、b看做一个整体,等效为一个重为2mg的物体,绘制对应的力的合成图,不难求出F的最小值.
二、用于计算力的大小
使用一轻质弹簧连接A、B两个小球,给小球B施加水平向左的恒力F,使两个小球沿着一固定在水平面上的光滑斜面向上做加速度为a的匀加速运动,如图2所示.若两小球质量均为m,斜面倾角为30°,弹簧的劲度系数为k,弹簧此时的长度为l,则拉力F和弹簧原长分别为( ).
应用点评在计算作用在连接体上的力的大小时可将连接体看做一个整体,运用牛顿第二定律求出其整体加速度.因局部的加速度和整体加速度保持一致,在此基础上可分析物体的局部受力情况.
分析两个木块的加速度时可将其看成一个整体,通过受力分析运用牛顿第二定律进行求解.将两个木块的重力分解成垂直和沿斜面的两个力,设其加速度为a,则(m1+m2)gsinθ-μ(m1+m2)gcosθ=(m1+m2)a,解得a=gsinθ-μgcosθ
应用点评判断物体的运动状态时可运用整体法构建物体运动的加速度方程,而后运用相关的数学知识进行判断.当然在分析物体局部作用力时可采用假设法,通过构建物理方程求解出最终的结果,来调整假设.
四、用于求解能量问题
如图4所示,物块A、B使用细线连接后跨过一定滑轮,B在水平台上.物块A的质量是物块B质量的2倍.物块A从H高处由静止下落,忽略所有摩擦力.取地面为零势能面,若物块A的动能和势能相等时,物块A距离地面的高度为( ).
应用点评在求解能量问题时常将两个或多个物体看做一个整体,运用动能定理、机械能守恒定律构建物理方程.
整体法是一种重要的解题方法,对学生分析问题的能力要求较高.应用整体法解答物理力学习题常用的知识点有:受力分析、牛顿第二定律、动能定理、机械能守恒定律等.另外部分习题还应用到几何以及函数知识,因此,在教学中既要要求学生切实打牢基础,又要使其具备跨学科意识,注重数学知识的应用.
參考文献:
[1]赵彬.高中物理力学解题中整体法的应用方法分析[J].名师在线,2020(21):68-69.
[2]汤晓红.整体法在高中物理力学解题中运用探讨[J].高考,2019(34):171.
[3]杨彦翔.整体法在高中物理力学解题中的应用[J].数理化解题研究,2019(19):75-76.
[4]魏国享.浅谈高中物理力学解题中整体法的应用[J].考试周刊,2018(78):152-153.
[5]王笑寒.整体法在高中物理力学解题中的应用分析[J].中学生数理化(学习研究),2018(06):72+97.
[责任编辑:李璟]
作者简介:康德群(1988.5-),男,江西省遂川人,硕士,中学一级教师,从事高中物理教学研究.