【摘要】在這些過程中，力和運動往往你影響我，我影響你，在彼此的對立斗爭或依存促進中，使得運動物體最終達到某一穩(wěn)定狀態(tài)，這個過程就好像力和運動玩了一把漂亮的太極。

【關(guān)鍵詞】力；運動；太極

一個運動著的物體，由于周圍環(huán)境對它的影響，最后會達到一個穩(wěn)定的狀態(tài)，即我們常說的收尾狀態(tài)（或收尾速度）?！笆瘴菜俣葐栴}”是一類比較常見的問題，也是一類非常典型的運用牛頓第二定律分析運動物體動態(tài)變化過程的問題，恰恰也是學(xué)生感覺比較困難的問題，其根本原因是學(xué)生不能建立起一種力與運動間的相互動態(tài)變化的運動情景。下面就高中物理教學(xué)中涉及到這類問題的典型案例作一歸納和分析，讓我們一起來體會這些過程中奇妙的力與運動間的“太極”。

一、汽車啟動過程中，力和運動間的“太極”

例1現(xiàn)有一輛“比亞迪鐵動力F3”汽車，假設(shè)該車質(zhì)量m=1.5t，額定功率p=60kw，受到的阻力恒為f=1.5×103N，g=10m/s2。求：若該車從靜止開始，以1m/s2的加速度勻加速運動，則這一加速度能維持多長時間？

解析 要維持汽車加速度不變，就要維持其牽引力不變，汽車功率將隨v增大而增大，當(dāng)P達到額定功率Pm，后，不能再增加，即汽車就不可能再保持勻加速運動了。具體變化過程可用如下示意圖表示：

所以，汽車達到最大速度之前已經(jīng)歷了兩個過程：勻加速和變加速，勻加速過程能維持到汽車功率增加到Pm的時刻，設(shè)勻加速能達到的最大速度為v，則此時v=atPm=FvF-f=ma代入數(shù)據(jù)可得：t=40s。

二、帶電體在受限運動過程中，力和運動間的“太極”

由于帶電體受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下作直線運動或圓周運動，由于洛倫茲力隨速度大小和方向的變化而變化，且始終與速度方向垂直的原因，致使運動狀態(tài)發(fā)生變化。解決此類問題要通過受力分析，明確變力和恒力，并注意洛倫茲力不做功的特點，用動能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運動定律求解。

例2如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，有一足夠長的絕緣細棒OO′在豎直面內(nèi)垂直于磁場方向放置，細棒與水平面夾角為α。一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的圓環(huán)A套在OO′棒上，圓環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)為μ，且μ

解析 環(huán)由靜止開始下滑時，其受力如下圖，所以有：

mgsina-Ff1=ma

FN1+qv1B=mgcosa

當(dāng)Ff1=0時，a有最大值，am=gsina

此時FN1=0，即qv1B=mgcosa，

從前面的兩個例子可以看出，對涉及力和運動相互影響的問題中，物體均處于動態(tài)變化，可以用牛頓第二定律研究它在某個狀態(tài)下的速度、力和加速度的對應(yīng)關(guān)系。通過對動態(tài)變化過程的分析、討論，可以幫助學(xué)生建立起動態(tài)變化的思維方法，培養(yǎng)學(xué)生的物理思想，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，從而在這種精彩的力和運動的太極中摸索出一種快速準(zhǔn)確的解決方法。

（作者單位：重慶八中）