浅谈高中物理的受力分析

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  【摘 要】高中物理是一门较难的学科,灵活性高,应用能力强,在众学科中物理也是学生最不好把握的科目之一。高中物理主要包括了力学、电学、电磁学几个大模块,在这几个模块中必不可少的解题技巧就是受力分析。本文就力以及受力分析为主线做出如下概括。
  【关键词】高中物理;受力;分析
  【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2019)19-0-01
  一、受力分析分析什么
  所谓受力分析就是要求分析出研究的物理的受到哪些力的情况,并画出其力的示意图。即题目中若涉及力的问题,那么就要对其受力分析。
  1.高中物理包括了哪些力
  涉及力的内容从教材力提到的有重力、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。
  摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力。难点在于判断摩擦力的方向。摩擦力定义里明确指出摩擦力方向与相对运动或运动趋势方向相反。如图1要分析出A受到摩擦力方向要看A相对B的运动情况,相对地面A是静止的,但是A相对B是往左运动。所以A受到B给的摩擦力方向向右。又如图2物块A静止放在传送带上,A相对传送带向左运动,所以A受到摩擦力方向向右。因此要判断摩擦力的方向得判断其相对运动或相对运动趋势的方向。
  磁场力的方向判断也是一个难题困扰了同学,因为磁场力涉及到问题较多,有磁场方向,电流方向,粒子运动方向以及左手还是右手判断等。以洛仑磁力为例,f=qvB,洛仑兹力是指运动电荷在磁场中运动受到力的情况。首先,我们要懂得力都是用左手判断方向的,还要确定电荷的电性,打开左手,让大拇指和四指在同一个平面内且互相垂直。四指表示的是正电荷的运动方向,如图3,用左手判断得知洛仑兹力的方向垂直于v竖直向上,若为负电荷则方向相反。若题中缺少磁场方向如图4,先用右手判断电流I的周围磁场方向,后用左手判断洛仑兹力方向,应垂直v水平向右。
  除了上述两种力,其他可根据定义给的方向确定如重力永远就是竖直向下,弹簧弹力就是往恢复原长的方向,较不容易混淆。
  二、如何进行受力分析
  1.确定受力的个数
  先确定受力的个数,值得讨论的是重力是否要考虑,重力分宏观物体和微观物体。如木块、小球、液滴、粉尘等这些肉眼看得见的一般都要考虑重力的大小,但像电子、质子这些微观的粒子,除非题中否则一般不考虑重力的大小。但是同学经常会被质量误导,认为题中有给出质量m,那么必定要考虑重力的大小。
  2.受力分析的顺序
  一般我们按重力——接触力——场力——其他外力,按这个顺序考虑,避免漏力、多力。
  接触力要考虑与研究对象接触的面、绳子、弹簧等等,与物体接触的面有两个就得考虑是否有两个弹力,有没有摩擦力。
  场力包括了电场力、磁场力
  3.作出受力物体的受力示意图
  用线段表示力的大小,用较长的线表示较大的力;方向用箭头表示,在画每条线后应标出相应力的符号,用英文字母表示。如重力用G表示,摩擦力用f表示,弹力用N或FN表示等等,这要解题过程不会混淆力。
  4.检查受力分析是否有误
  受力分析完后,检查画出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给运动状态,否则,必然發生了漏力、多力或错力现象。
  例如2015年福建高考理综计算题22题,绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在互相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,磁感应强度大小为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)求小滑块运动到C点时的速度大小Vc
  (2)求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功Wf
  (3)若D点位小滑块在电场力,洛仑磁力及重力作用下运动过程中速度最大,当小滑块运动到D点时撤去磁场,此后小滑块继续运动到水平地面上。已知小滑块在D点时的速度大小为VD,从D点运动到P点的时间为t,求运动到P点时速度的大小VP。
  在<1>里要求Vc应该考虑是的从A-C的受力情况,小滑块受到重力、竖直平面对小滑块的弹力、电场力、洛仑兹力,然后再用物理规律解题。(3)D点时撤去磁场,受力分析只有重力、电场力。再根据类平抛的物理规律解题,那么这道题就迎刃而解了。整体分为两个过程两种受力情况,再套进物理规律公式即可。因此解题物理的难题,受力分析是非常重要且必不可少的工具。
  三、教学实施过程中的建议
  受力分析是高中物理非常重要的技巧之一,它并非只与力学有关。物理是一门理解能力分析能力要求很强的科目,我们在教学过程中不断突出受力分析的实用性和重要性,培养同学对题目的理解能力,推理能力,分析综合能力,从而让学生达到高考物理的能力要求和达到学习高中物理这个科目的目的。
  参考文献
  [1]《普通高等学校招生全国统一考试考试大纲》
  [2]李党;浅议高中物理受力分析[J];中学教学参考;2010年02期
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