论文部分内容阅读
【摘 要】高中物理中很多习题,都会牵扯到受力、运动以及能量转换的问题。由于这类题综合性很强,很多同学感到无处下手,解决这类问题。要想尽快找出解决这类问题的突破口,务必要做好三个分析,即受力分析、运动分析和做功分析。
【关键词】高中物理;综合题;三个分析;应用
【中图分类号】G633 【文献标识码】A
【文章编号】2095-3089(2019)22-0139-01
高中物理中很多习题,都会牵扯到受力、运动以及能量转换的问题。由于这类题综合性很强,很多同学感到无处下手,解决这类问题。要想尽快找出解决这类问题的突破口,务必要做好三个分析,即受力分析、运动分析和做功分析。
下面我们就来谈谈这三种分析的具体方法和步骤,以及在具体题目中的应用。
一、受力分析
受力分析是其他分析的基础,因此我们首先要进行受力分析。这就是需要熟悉掌握高中阶段学过的五种常见的性质力——重力(万有引力)、电场力、磁场力和弹力、摩擦力。要知道在地面附近的一切物体都受重力、天体之间分析万有引力,带电物体在电场中受电场力,通电导线或带电的运动物体在磁场中受磁场力,这三种属于场力。是在一定环境中受到的力。弹力是相互接触并发生弹性形变而产生的,摩擦力是相互接触发生挤压,有相对运动或相对运动的趋势时产生的力,这两个属于接触力。
受力分析的步骤是:(一)确定研究对象;(二)明确研究对象所处的环境,分析所受到的场力;(三)看研究对象与周围环境有哪些接触,在接触的地方一一去分析弹力和摩擦力;(四)结合研究对象的运动状态,看有无多分析或少分析力。
例如:(2015年福建高考)如图1绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为E,磁场方向垂直纸面向外,磁感應强度大小为B,一质量为m,电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑,到达C点时离开MN做曲线运动,A、C两点间距离为h,重力加速度为g.
(1)求滑块运动到C点的速度大小。
(2)求滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做功。
对于此题我们先进行受力分析,把滑块作为研究对象。带正电的运动的滑块,在重力场电场和磁场的环境中,会受到三种场力。即重力、电场力和洛仑兹力。再看滑块与粗糙的墙壁接触并且下滑,可知道滑块受支持力和摩擦力,其受力分析如图2所示。
二、运动分析
由于力决定着运动的类型,在画出受力示意图后,可进行运动的分析。
(1)先找出有哪些是变力,变化的原因是什么,怎么变。
(2)再找出合力怎么变,方向如何,进一步得到加速度的方向和大小变化的情况。
(3)结合速度与加速度的方向关系,得到速度的变化情况。
例如上题中,F洛随速度变化而变化,在水平方向上,FN会随F洛的增大而减小,Ff会随FN的变小而变小,也就是说所受力中有三个变力。滑块从A到C的运动过程中,在水平方向上滑块处于平衡状态,因此,FN+F洛=F电,在竖直方向重力大于摩擦力,因此F合=mg-Ff=ma,合力向下,加速度向下,速度也向下,因此速度增加,F洛增大,FN减小,Ff也减小,合力变大,加速度变大,且与速度同向,因此速度也增大,滑块作加速度增加的加速运动。到达C点时离开MN说明FN=0,即F洛=F电,由此可求出运动到C点的速度,由qvB=Eq指出v=〖SX(〗E〖〗B〖SX)〗。
三、做功分析
做功分析的基础同样是受力分析,做功分析的具体内容有:(一)哪些力做功,哪些力不做功;(二)哪些力做正功,哪些力做负功;(三)哪些力是恒力做功,哪些力是变力做功。做功分析的目的是求总功,为进一步应用动能定理打下基础。
由上面的例题可看出,遇到求速度或求功的问题,我们先从受力分析入手,进一步分析运动和分析做功。当物体运动类型分析清楚后,就可求出某特殊位置的速度或运动过程中的最大速度或最大加速度。根据速度的变化,得出动能的变化,进一步求出某些变力的功。
再例如:如图3所示,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD,在导轨的A、C端连接一阻值为R的电阻,一根质量为m,长度为L的金属棒ab垂直导轨放置,导轨和金属棒的电阻不计,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,若用恒力下沿水平方向向右接金属棒使其运动,求金属棒的最大速度。
综上所述,在解决物理题时,尤其是牵扯到力、速度、功,这类问题时,首先要进行受力分析,进一步分析运动和做功,从而找到解题的突破口。现行高考非常重视物理学科的基础性考查,学生对物理定义、定理和规律一定要吃透,举一反三。学生只有学会了“三个分析”在综合题中的应用,才能保证在高考中,解决一些平时少见且灵活性很强的难题,从而在高考中,取得满意的物理成绩。
参考文献
[1]《高效课堂》(选修3-2人教版)甘肃少年儿童出版社,2013年8月第1版.
[2]《骄子之路》(高考总复习2017版)光明日报出版社,2017年1月第1版.
作者简介:薛利民(1972-6),男,汉,甘肃兰州,高中物理教师,研究方向:高中物理教育。
【关键词】高中物理;综合题;三个分析;应用
【中图分类号】G633 【文献标识码】A
【文章编号】2095-3089(2019)22-0139-01
高中物理中很多习题,都会牵扯到受力、运动以及能量转换的问题。由于这类题综合性很强,很多同学感到无处下手,解决这类问题。要想尽快找出解决这类问题的突破口,务必要做好三个分析,即受力分析、运动分析和做功分析。
下面我们就来谈谈这三种分析的具体方法和步骤,以及在具体题目中的应用。
一、受力分析
受力分析是其他分析的基础,因此我们首先要进行受力分析。这就是需要熟悉掌握高中阶段学过的五种常见的性质力——重力(万有引力)、电场力、磁场力和弹力、摩擦力。要知道在地面附近的一切物体都受重力、天体之间分析万有引力,带电物体在电场中受电场力,通电导线或带电的运动物体在磁场中受磁场力,这三种属于场力。是在一定环境中受到的力。弹力是相互接触并发生弹性形变而产生的,摩擦力是相互接触发生挤压,有相对运动或相对运动的趋势时产生的力,这两个属于接触力。
受力分析的步骤是:(一)确定研究对象;(二)明确研究对象所处的环境,分析所受到的场力;(三)看研究对象与周围环境有哪些接触,在接触的地方一一去分析弹力和摩擦力;(四)结合研究对象的运动状态,看有无多分析或少分析力。
例如:(2015年福建高考)如图1绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为E,磁场方向垂直纸面向外,磁感應强度大小为B,一质量为m,电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑,到达C点时离开MN做曲线运动,A、C两点间距离为h,重力加速度为g.
(1)求滑块运动到C点的速度大小。
(2)求滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做功。
对于此题我们先进行受力分析,把滑块作为研究对象。带正电的运动的滑块,在重力场电场和磁场的环境中,会受到三种场力。即重力、电场力和洛仑兹力。再看滑块与粗糙的墙壁接触并且下滑,可知道滑块受支持力和摩擦力,其受力分析如图2所示。
二、运动分析
由于力决定着运动的类型,在画出受力示意图后,可进行运动的分析。
(1)先找出有哪些是变力,变化的原因是什么,怎么变。
(2)再找出合力怎么变,方向如何,进一步得到加速度的方向和大小变化的情况。
(3)结合速度与加速度的方向关系,得到速度的变化情况。
例如上题中,F洛随速度变化而变化,在水平方向上,FN会随F洛的增大而减小,Ff会随FN的变小而变小,也就是说所受力中有三个变力。滑块从A到C的运动过程中,在水平方向上滑块处于平衡状态,因此,FN+F洛=F电,在竖直方向重力大于摩擦力,因此F合=mg-Ff=ma,合力向下,加速度向下,速度也向下,因此速度增加,F洛增大,FN减小,Ff也减小,合力变大,加速度变大,且与速度同向,因此速度也增大,滑块作加速度增加的加速运动。到达C点时离开MN说明FN=0,即F洛=F电,由此可求出运动到C点的速度,由qvB=Eq指出v=〖SX(〗E〖〗B〖SX)〗。
三、做功分析
做功分析的基础同样是受力分析,做功分析的具体内容有:(一)哪些力做功,哪些力不做功;(二)哪些力做正功,哪些力做负功;(三)哪些力是恒力做功,哪些力是变力做功。做功分析的目的是求总功,为进一步应用动能定理打下基础。
由上面的例题可看出,遇到求速度或求功的问题,我们先从受力分析入手,进一步分析运动和分析做功。当物体运动类型分析清楚后,就可求出某特殊位置的速度或运动过程中的最大速度或最大加速度。根据速度的变化,得出动能的变化,进一步求出某些变力的功。
再例如:如图3所示,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD,在导轨的A、C端连接一阻值为R的电阻,一根质量为m,长度为L的金属棒ab垂直导轨放置,导轨和金属棒的电阻不计,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,若用恒力下沿水平方向向右接金属棒使其运动,求金属棒的最大速度。
综上所述,在解决物理题时,尤其是牵扯到力、速度、功,这类问题时,首先要进行受力分析,进一步分析运动和做功,从而找到解题的突破口。现行高考非常重视物理学科的基础性考查,学生对物理定义、定理和规律一定要吃透,举一反三。学生只有学会了“三个分析”在综合题中的应用,才能保证在高考中,解决一些平时少见且灵活性很强的难题,从而在高考中,取得满意的物理成绩。
参考文献
[1]《高效课堂》(选修3-2人教版)甘肃少年儿童出版社,2013年8月第1版.
[2]《骄子之路》(高考总复习2017版)光明日报出版社,2017年1月第1版.
作者简介:薛利民(1972-6),男,汉,甘肃兰州,高中物理教师,研究方向:高中物理教育。