王玉露

摘 要：輕質(zhì)物體是高中物理教學(xué)中常見的研究對(duì)象，由于其質(zhì)量不計(jì)，相比其它模型具有更多的特點(diǎn)。從運(yùn)動(dòng)學(xué)看，輕質(zhì)物體可以做勻速或加速等多種運(yùn)動(dòng)。而從力學(xué)角度分析，輕質(zhì)物體所受合外力始終為0，因此永遠(yuǎn)處于“平衡”態(tài)。這一思路是很多測試考察的重點(diǎn)，也是學(xué)生最容易疏忽和感到困惑的地方。本文針對(duì)這一難點(diǎn)，通過基礎(chǔ)題，中檔題和綜合題三種題型幫助學(xué)生理清輕質(zhì)物體運(yùn)動(dòng)和力學(xué)分析方法。最后，希望高中物理教學(xué)對(duì)于模型的介紹和分析也要引起足夠的重視，否則學(xué)生在大型測試中會(huì)遇到意想不到的困難。

關(guān)鍵詞：高中物理；輕質(zhì)物體；平衡；合力

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）12（S）-0043-2

質(zhì)量是物體的固有屬性，這是學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中形成的一個(gè)清晰的概念。我們?cè)谏钪薪佑|的運(yùn)動(dòng)物體都具有“慣性”，對(duì)“不計(jì)質(zhì)量”的輕質(zhì)物體缺乏感性認(rèn)識(shí)，學(xué)生遇到這類條件往往不去理會(huì)或無法處理。“輕質(zhì)物體”不計(jì)物體質(zhì)量，是一種理想化模型。分析輕質(zhì)物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況與一般物體存在差異，仍然像對(duì)待一般物體用常用的方法去解題，肯定難以解決甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)誤。近幾年物理高考涉及輕質(zhì)物體的題目很多，如江蘇高考2012年、2011年、2010年三年的第14題，這幾題僅僅提到輕質(zhì)物體，沒有對(duì)學(xué)生的解答產(chǎn)生太大的影響。江蘇高考2011年第9題則要求學(xué)生利用輕質(zhì)物體的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)解題，導(dǎo)致正確率極低。物理高考對(duì)這類知識(shí)考查頻率較高且學(xué)生失分較多，系統(tǒng)整理一下輕質(zhì)物體的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)也是一個(gè)值得探討的方面。

根據(jù)牛頓第二定律，物體加速度與其所受合外力、質(zhì)量之間的關(guān)系為F=ma。由于輕質(zhì)物體不計(jì)質(zhì)量，不論加速度多大，其所受的合外力一定為零。從這個(gè)角度看，輕質(zhì)物體一定處于平衡狀態(tài)。在某些問題中，輕質(zhì)物體會(huì)與其他有質(zhì)量的物體保持相對(duì)靜止，即可獲得與其接觸的物體相同的加速度，那么輕質(zhì)物體從運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，也可以不平衡。通過以上分析可以得出結(jié)論：輕質(zhì)物體所受合外力為零，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。這是它與一般物體的最大差別，也是學(xué)生感到最困難的地方。下面我們從三道例題中加以體會(huì)。

【基礎(chǔ)題】 （2011年高考浙江理綜14）如圖1所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”。兩人中間位置處有一分界線，約定先使對(duì)方過分界線者為贏。若繩子質(zhì)量不計(jì)，冰面可看成光滑，則下列說法正確的是（ C ）

A.甲對(duì)繩的拉力與繩對(duì)甲的拉力是一對(duì)平衡力

B.甲對(duì)繩的拉力與乙對(duì)繩的拉力是作用力與反作用力

C.若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利

D.若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利

解析 本題學(xué)生感覺最困難的是C選項(xiàng)。最難理解的是明明比賽有勝負(fù)，繩從靜止開始需要加速才能運(yùn)動(dòng)。繩一定處于非平衡狀態(tài)，甲和乙對(duì)繩子作用力的關(guān)系并不容易分清。學(xué)生在這個(gè)問題的分析過程中，忽視了繩子不計(jì)質(zhì)量。不管繩子是勻速還是加速，根據(jù)F=ma，合外力一定是0，從而甲和乙對(duì)繩子作用力一定相等。在這個(gè)基礎(chǔ)上，質(zhì)量較大的甲加速度比乙小，所以乙會(huì)更快地被拉過線。試想如果本題考慮繩子質(zhì)量，那么，甲和乙對(duì)繩子作用力不再相等，誰勝誰負(fù)就由甲、乙兩人拉力和質(zhì)量的關(guān)系決定。

【中檔題】（2011年高考江蘇物理9）如圖2所示，傾角為α的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足夠長的輕質(zhì)綢帶跨過斜面的頂端鋪放在斜面的兩側(cè)，綢帶與斜面間無摩擦?，F(xiàn)將質(zhì)量分別為M、m（M>m）的小物塊同時(shí)輕放在斜面兩側(cè)的綢帶上。兩物塊與綢帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，且最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等。在α角取不同值的情況下，下列說法正確的有（ AC ）

A.兩物塊所受摩擦力的大小總是相等

B.兩物塊不可能同時(shí)相對(duì)綢帶靜止

C.M不可能相對(duì)綢帶發(fā)生滑動(dòng)

D.m不可能相對(duì)斜面向上滑動(dòng)

解析 學(xué)生解答這道題時(shí)，認(rèn)為兩個(gè)物塊與綢帶之間的摩擦既可能是靜摩擦，也可能是滑動(dòng)摩擦，以致于本題無法正確回答。本題對(duì)輕質(zhì)綢帶受力分析，M和m對(duì)它都有一個(gè)摩擦力。隨著α角從小變大，在某一點(diǎn)時(shí)刻，m對(duì)綢帶從靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力。而綢帶是輕質(zhì)物體，合力永遠(yuǎn)為0。當(dāng)m與綢帶是滑動(dòng)摩擦力時(shí)，M對(duì)綢帶的摩擦力一定與m的滑動(dòng)摩擦力相等，這個(gè)摩擦力小于M與綢帶之間的靜摩擦力，則M不能相對(duì)綢帶發(fā)生滑動(dòng)。這一點(diǎn)是學(xué)生最難突破的，也說明高中很多學(xué)生對(duì)輕質(zhì)物體的理解比較欠缺。

【綜合題】（2013年揚(yáng)州、泰州、南通高三二模物理試卷14）如圖3所示，一直立的輕質(zhì)薄空心圓管長為L，上、下端口處各安放有一個(gè)質(zhì)量均為m的圓柱形物塊A、B，A、B緊貼管的內(nèi)壁，厚度不計(jì)。A、B與管內(nèi)壁間的最大靜摩擦力分別是f1=mg、f2=kmg（k>1），且滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力大小相等。管下方存在這樣一個(gè)區(qū)域：當(dāng)物塊A 進(jìn)入該區(qū)域時(shí)受到一個(gè)豎直向上的恒力F，而B在該區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)不受它的作用，PQ、MN是該區(qū)域上下水平邊界，高度差為H （H

①若F=mg，求A到達(dá)上邊界PQ時(shí)的速度vA和B到達(dá)下邊界MN時(shí)的速度vB。

②為使A、B間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，求F應(yīng)滿足的條件。

③若F=3mg，求物塊A到達(dá)下邊界MN時(shí)A、B間距離。

解析 這道題目靈活性很強(qiáng)，其中一個(gè)關(guān)鍵突破口在于A和B會(huì)不會(huì)相對(duì)于輕管滑動(dòng)。A物體的最大靜摩擦力為mg，當(dāng)向上的恒力F大于2mg時(shí)，A物體與輕管變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，A就會(huì)相對(duì)輕管滑動(dòng)。做為輕管，它可能受到A和B對(duì)輕管的摩擦力。如果A物體對(duì)輕管的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力mg，由于輕管所受合力始終為0，所以B物體對(duì)輕管的摩擦力也是mg，不會(huì)超過B物體的最大靜摩擦力，所以B物體在這個(gè)過程中永遠(yuǎn)不會(huì)相對(duì)輕管滑動(dòng)，能把握這一點(diǎn)的學(xué)生更容易解決本題。

若要研究輕管的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則可以分析B物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因?yàn)锽物體永遠(yuǎn)與輕管相對(duì)靜止，它們具有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)開始時(shí)A、B和輕管一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，也可以通過整體法求出輕管的加速度。總而言之，求輕管的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，必須找與其一起運(yùn)動(dòng)的物體“幫忙”，而輕管所受合外力永遠(yuǎn)是0。

綜上所述，輕質(zhì)物體在分析問題中的作用是不可忽略的，能否較好的理解輕質(zhì)物體模型，對(duì)考試中某些問題的解答存在很大差異。從輕質(zhì)物體受力及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)入手，能防止學(xué)生在解決物理問題時(shí)形成的思維定勢(shì)，突破學(xué)生的思維障礙，便于學(xué)生理解考題，以便快速做出正確判斷。除輕質(zhì)物體模型外，高中物理還有質(zhì)點(diǎn)，點(diǎn)電荷等其它理想模型。這也給了我們物理教師一些警示——重視物理模型的教學(xué)！

參考文獻(xiàn)：

[1]王柏甫. 例談物理解題中不容忽視的輕質(zhì)物體[J]. 湖南中學(xué)物理，2011，（10）：77.

[2]王禹.非輕質(zhì)彈簧的性質(zhì)[J]. 物理教師， 2009，（7）：64.

[3]陳洪洲. 從“輕”字入手——一次物理競賽輔導(dǎo)課后記[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，1997，（7）：36.

[4]金嵩洲.對(duì)一道彈簧題的思考[J].中學(xué)物理教學(xué)參考， 2008，（4）：22.

（欄目編輯 羅琬華）

摘 要：輕質(zhì)物體是高中物理教學(xué)中常見的研究對(duì)象，由于其質(zhì)量不計(jì)，相比其它模型具有更多的特點(diǎn)。從運(yùn)動(dòng)學(xué)看，輕質(zhì)物體可以做勻速或加速等多種運(yùn)動(dòng)。而從力學(xué)角度分析，輕質(zhì)物體所受合外力始終為0，因此永遠(yuǎn)處于“平衡”態(tài)。這一思路是很多測試考察的重點(diǎn)，也是學(xué)生最容易疏忽和感到困惑的地方。本文針對(duì)這一難點(diǎn)，通過基礎(chǔ)題，中檔題和綜合題三種題型幫助學(xué)生理清輕質(zhì)物體運(yùn)動(dòng)和力學(xué)分析方法。最后，希望高中物理教學(xué)對(duì)于模型的介紹和分析也要引起足夠的重視，否則學(xué)生在大型測試中會(huì)遇到意想不到的困難。

關(guān)鍵詞：高中物理；輕質(zhì)物體；平衡；合力

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）12（S）-0043-2

質(zhì)量是物體的固有屬性，這是學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中形成的一個(gè)清晰的概念。我們?cè)谏钪薪佑|的運(yùn)動(dòng)物體都具有“慣性”，對(duì)“不計(jì)質(zhì)量”的輕質(zhì)物體缺乏感性認(rèn)識(shí)，學(xué)生遇到這類條件往往不去理會(huì)或無法處理?！拜p質(zhì)物體”不計(jì)物體質(zhì)量，是一種理想化模型。分析輕質(zhì)物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況與一般物體存在差異，仍然像對(duì)待一般物體用常用的方法去解題，肯定難以解決甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)誤。近幾年物理高考涉及輕質(zhì)物體的題目很多，如江蘇高考2012年、2011年、2010年三年的第14題，這幾題僅僅提到輕質(zhì)物體，沒有對(duì)學(xué)生的解答產(chǎn)生太大的影響。江蘇高考2011年第9題則要求學(xué)生利用輕質(zhì)物體的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)解題，導(dǎo)致正確率極低。物理高考對(duì)這類知識(shí)考查頻率較高且學(xué)生失分較多，系統(tǒng)整理一下輕質(zhì)物體的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)也是一個(gè)值得探討的方面。

根據(jù)牛頓第二定律，物體加速度與其所受合外力、質(zhì)量之間的關(guān)系為F=ma。由于輕質(zhì)物體不計(jì)質(zhì)量，不論加速度多大，其所受的合外力一定為零。從這個(gè)角度看，輕質(zhì)物體一定處于平衡狀態(tài)。在某些問題中，輕質(zhì)物體會(huì)與其他有質(zhì)量的物體保持相對(duì)靜止，即可獲得與其接觸的物體相同的加速度，那么輕質(zhì)物體從運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，也可以不平衡。通過以上分析可以得出結(jié)論：輕質(zhì)物體所受合外力為零，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。這是它與一般物體的最大差別，也是學(xué)生感到最困難的地方。下面我們從三道例題中加以體會(huì)。

【基礎(chǔ)題】 （2011年高考浙江理綜14）如圖1所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”。兩人中間位置處有一分界線，約定先使對(duì)方過分界線者為贏。若繩子質(zhì)量不計(jì)，冰面可看成光滑，則下列說法正確的是（ C ）

A.甲對(duì)繩的拉力與繩對(duì)甲的拉力是一對(duì)平衡力

B.甲對(duì)繩的拉力與乙對(duì)繩的拉力是作用力與反作用力

C.若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利

D.若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利

解析 本題學(xué)生感覺最困難的是C選項(xiàng)。最難理解的是明明比賽有勝負(fù)，繩從靜止開始需要加速才能運(yùn)動(dòng)。繩一定處于非平衡狀態(tài)，甲和乙對(duì)繩子作用力的關(guān)系并不容易分清。學(xué)生在這個(gè)問題的分析過程中，忽視了繩子不計(jì)質(zhì)量。不管繩子是勻速還是加速，根據(jù)F=ma，合外力一定是0，從而甲和乙對(duì)繩子作用力一定相等。在這個(gè)基礎(chǔ)上，質(zhì)量較大的甲加速度比乙小，所以乙會(huì)更快地被拉過線。試想如果本題考慮繩子質(zhì)量，那么，甲和乙對(duì)繩子作用力不再相等，誰勝誰負(fù)就由甲、乙兩人拉力和質(zhì)量的關(guān)系決定。

【中檔題】（2011年高考江蘇物理9）如圖2所示，傾角為α的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足夠長的輕質(zhì)綢帶跨過斜面的頂端鋪放在斜面的兩側(cè)，綢帶與斜面間無摩擦?，F(xiàn)將質(zhì)量分別為M、m（M>m）的小物塊同時(shí)輕放在斜面兩側(cè)的綢帶上。兩物塊與綢帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，且最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等。在α角取不同值的情況下，下列說法正確的有（ AC ）

A.兩物塊所受摩擦力的大小總是相等

B.兩物塊不可能同時(shí)相對(duì)綢帶靜止

C.M不可能相對(duì)綢帶發(fā)生滑動(dòng)

D.m不可能相對(duì)斜面向上滑動(dòng)

解析 學(xué)生解答這道題時(shí)，認(rèn)為兩個(gè)物塊與綢帶之間的摩擦既可能是靜摩擦，也可能是滑動(dòng)摩擦，以致于本題無法正確回答。本題對(duì)輕質(zhì)綢帶受力分析，M和m對(duì)它都有一個(gè)摩擦力。隨著α角從小變大，在某一點(diǎn)時(shí)刻，m對(duì)綢帶從靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力。而綢帶是輕質(zhì)物體，合力永遠(yuǎn)為0。當(dāng)m與綢帶是滑動(dòng)摩擦力時(shí)，M對(duì)綢帶的摩擦力一定與m的滑動(dòng)摩擦力相等，這個(gè)摩擦力小于M與綢帶之間的靜摩擦力，則M不能相對(duì)綢帶發(fā)生滑動(dòng)。這一點(diǎn)是學(xué)生最難突破的，也說明高中很多學(xué)生對(duì)輕質(zhì)物體的理解比較欠缺。

【綜合題】（2013年揚(yáng)州、泰州、南通高三二模物理試卷14）如圖3所示，一直立的輕質(zhì)薄空心圓管長為L，上、下端口處各安放有一個(gè)質(zhì)量均為m的圓柱形物塊A、B，A、B緊貼管的內(nèi)壁，厚度不計(jì)。A、B與管內(nèi)壁間的最大靜摩擦力分別是f1=mg、f2=kmg（k>1），且滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力大小相等。管下方存在這樣一個(gè)區(qū)域：當(dāng)物塊A 進(jìn)入該區(qū)域時(shí)受到一個(gè)豎直向上的恒力F，而B在該區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)不受它的作用，PQ、MN是該區(qū)域上下水平邊界，高度差為H （H

①若F=mg，求A到達(dá)上邊界PQ時(shí)的速度vA和B到達(dá)下邊界MN時(shí)的速度vB。

②為使A、B間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，求F應(yīng)滿足的條件。

③若F=3mg，求物塊A到達(dá)下邊界MN時(shí)A、B間距離。

解析 這道題目靈活性很強(qiáng)，其中一個(gè)關(guān)鍵突破口在于A和B會(huì)不會(huì)相對(duì)于輕管滑動(dòng)。A物體的最大靜摩擦力為mg，當(dāng)向上的恒力F大于2mg時(shí)，A物體與輕管變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，A就會(huì)相對(duì)輕管滑動(dòng)。做為輕管，它可能受到A和B對(duì)輕管的摩擦力。如果A物體對(duì)輕管的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力mg，由于輕管所受合力始終為0，所以B物體對(duì)輕管的摩擦力也是mg，不會(huì)超過B物體的最大靜摩擦力，所以B物體在這個(gè)過程中永遠(yuǎn)不會(huì)相對(duì)輕管滑動(dòng)，能把握這一點(diǎn)的學(xué)生更容易解決本題。

若要研究輕管的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則可以分析B物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因?yàn)锽物體永遠(yuǎn)與輕管相對(duì)靜止，它們具有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)開始時(shí)A、B和輕管一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，也可以通過整體法求出輕管的加速度?？偠灾筝p管的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，必須找與其一起運(yùn)動(dòng)的物體“幫忙”，而輕管所受合外力永遠(yuǎn)是0。

綜上所述，輕質(zhì)物體在分析問題中的作用是不可忽略的，能否較好的理解輕質(zhì)物體模型，對(duì)考試中某些問題的解答存在很大差異。從輕質(zhì)物體受力及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)入手，能防止學(xué)生在解決物理問題時(shí)形成的思維定勢(shì)，突破學(xué)生的思維障礙，便于學(xué)生理解考題，以便快速做出正確判斷。除輕質(zhì)物體模型外，高中物理還有質(zhì)點(diǎn)，點(diǎn)電荷等其它理想模型。這也給了我們物理教師一些警示——重視物理模型的教學(xué)！

參考文獻(xiàn)：

[1]王柏甫. 例談物理解題中不容忽視的輕質(zhì)物體[J]. 湖南中學(xué)物理，2011，（10）：77.

[2]王禹.非輕質(zhì)彈簧的性質(zhì)[J]. 物理教師， 2009，（7）：64.

[3]陳洪洲. 從“輕”字入手——一次物理競賽輔導(dǎo)課后記[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，1997，（7）：36.

[4]金嵩洲.對(duì)一道彈簧題的思考[J].中學(xué)物理教學(xué)參考， 2008，（4）：22.

（欄目編輯 羅琬華）

摘 要：輕質(zhì)物體是高中物理教學(xué)中常見的研究對(duì)象，由于其質(zhì)量不計(jì)，相比其它模型具有更多的特點(diǎn)。從運(yùn)動(dòng)學(xué)看，輕質(zhì)物體可以做勻速或加速等多種運(yùn)動(dòng)。而從力學(xué)角度分析，輕質(zhì)物體所受合外力始終為0，因此永遠(yuǎn)處于“平衡”態(tài)。這一思路是很多測試考察的重點(diǎn)，也是學(xué)生最容易疏忽和感到困惑的地方。本文針對(duì)這一難點(diǎn)，通過基礎(chǔ)題，中檔題和綜合題三種題型幫助學(xué)生理清輕質(zhì)物體運(yùn)動(dòng)和力學(xué)分析方法。最后，希望高中物理教學(xué)對(duì)于模型的介紹和分析也要引起足夠的重視，否則學(xué)生在大型測試中會(huì)遇到意想不到的困難。

關(guān)鍵詞：高中物理；輕質(zhì)物體；平衡；合力

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）12（S）-0043-2

質(zhì)量是物體的固有屬性，這是學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中形成的一個(gè)清晰的概念。我們?cè)谏钪薪佑|的運(yùn)動(dòng)物體都具有“慣性”，對(duì)“不計(jì)質(zhì)量”的輕質(zhì)物體缺乏感性認(rèn)識(shí)，學(xué)生遇到這類條件往往不去理會(huì)或無法處理。“輕質(zhì)物體”不計(jì)物體質(zhì)量，是一種理想化模型。分析輕質(zhì)物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況與一般物體存在差異，仍然像對(duì)待一般物體用常用的方法去解題，肯定難以解決甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)誤。近幾年物理高考涉及輕質(zhì)物體的題目很多，如江蘇高考2012年、2011年、2010年三年的第14題，這幾題僅僅提到輕質(zhì)物體，沒有對(duì)學(xué)生的解答產(chǎn)生太大的影響。江蘇高考2011年第9題則要求學(xué)生利用輕質(zhì)物體的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)解題，導(dǎo)致正確率極低。物理高考對(duì)這類知識(shí)考查頻率較高且學(xué)生失分較多，系統(tǒng)整理一下輕質(zhì)物體的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)也是一個(gè)值得探討的方面。

根據(jù)牛頓第二定律，物體加速度與其所受合外力、質(zhì)量之間的關(guān)系為F=ma。由于輕質(zhì)物體不計(jì)質(zhì)量，不論加速度多大，其所受的合外力一定為零。從這個(gè)角度看，輕質(zhì)物體一定處于平衡狀態(tài)。在某些問題中，輕質(zhì)物體會(huì)與其他有質(zhì)量的物體保持相對(duì)靜止，即可獲得與其接觸的物體相同的加速度，那么輕質(zhì)物體從運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，也可以不平衡。通過以上分析可以得出結(jié)論：輕質(zhì)物體所受合外力為零，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。這是它與一般物體的最大差別，也是學(xué)生感到最困難的地方。下面我們從三道例題中加以體會(huì)。

【基礎(chǔ)題】 （2011年高考浙江理綜14）如圖1所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”。兩人中間位置處有一分界線，約定先使對(duì)方過分界線者為贏。若繩子質(zhì)量不計(jì)，冰面可看成光滑，則下列說法正確的是（ C ）

A.甲對(duì)繩的拉力與繩對(duì)甲的拉力是一對(duì)平衡力

B.甲對(duì)繩的拉力與乙對(duì)繩的拉力是作用力與反作用力

C.若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利

D.若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利

解析 本題學(xué)生感覺最困難的是C選項(xiàng)。最難理解的是明明比賽有勝負(fù)，繩從靜止開始需要加速才能運(yùn)動(dòng)。繩一定處于非平衡狀態(tài)，甲和乙對(duì)繩子作用力的關(guān)系并不容易分清。學(xué)生在這個(gè)問題的分析過程中，忽視了繩子不計(jì)質(zhì)量。不管繩子是勻速還是加速，根據(jù)F=ma，合外力一定是0，從而甲和乙對(duì)繩子作用力一定相等。在這個(gè)基礎(chǔ)上，質(zhì)量較大的甲加速度比乙小，所以乙會(huì)更快地被拉過線。試想如果本題考慮繩子質(zhì)量，那么，甲和乙對(duì)繩子作用力不再相等，誰勝誰負(fù)就由甲、乙兩人拉力和質(zhì)量的關(guān)系決定。

【中檔題】（2011年高考江蘇物理9）如圖2所示，傾角為α的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足夠長的輕質(zhì)綢帶跨過斜面的頂端鋪放在斜面的兩側(cè)，綢帶與斜面間無摩擦?，F(xiàn)將質(zhì)量分別為M、m（M>m）的小物塊同時(shí)輕放在斜面兩側(cè)的綢帶上。兩物塊與綢帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，且最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等。在α角取不同值的情況下，下列說法正確的有（ AC ）

A.兩物塊所受摩擦力的大小總是相等

B.兩物塊不可能同時(shí)相對(duì)綢帶靜止

C.M不可能相對(duì)綢帶發(fā)生滑動(dòng)

D.m不可能相對(duì)斜面向上滑動(dòng)

解析 學(xué)生解答這道題時(shí)，認(rèn)為兩個(gè)物塊與綢帶之間的摩擦既可能是靜摩擦，也可能是滑動(dòng)摩擦，以致于本題無法正確回答。本題對(duì)輕質(zhì)綢帶受力分析，M和m對(duì)它都有一個(gè)摩擦力。隨著α角從小變大，在某一點(diǎn)時(shí)刻，m對(duì)綢帶從靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力。而綢帶是輕質(zhì)物體，合力永遠(yuǎn)為0。當(dāng)m與綢帶是滑動(dòng)摩擦力時(shí)，M對(duì)綢帶的摩擦力一定與m的滑動(dòng)摩擦力相等，這個(gè)摩擦力小于M與綢帶之間的靜摩擦力，則M不能相對(duì)綢帶發(fā)生滑動(dòng)。這一點(diǎn)是學(xué)生最難突破的，也說明高中很多學(xué)生對(duì)輕質(zhì)物體的理解比較欠缺。

【綜合題】（2013年揚(yáng)州、泰州、南通高三二模物理試卷14）如圖3所示，一直立的輕質(zhì)薄空心圓管長為L，上、下端口處各安放有一個(gè)質(zhì)量均為m的圓柱形物塊A、B，A、B緊貼管的內(nèi)壁，厚度不計(jì)。A、B與管內(nèi)壁間的最大靜摩擦力分別是f1=mg、f2=kmg（k>1），且滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力大小相等。管下方存在這樣一個(gè)區(qū)域：當(dāng)物塊A 進(jìn)入該區(qū)域時(shí)受到一個(gè)豎直向上的恒力F，而B在該區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)不受它的作用，PQ、MN是該區(qū)域上下水平邊界，高度差為H （H

①若F=mg，求A到達(dá)上邊界PQ時(shí)的速度vA和B到達(dá)下邊界MN時(shí)的速度vB。

②為使A、B間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，求F應(yīng)滿足的條件。

③若F=3mg，求物塊A到達(dá)下邊界MN時(shí)A、B間距離。

解析 這道題目靈活性很強(qiáng)，其中一個(gè)關(guān)鍵突破口在于A和B會(huì)不會(huì)相對(duì)于輕管滑動(dòng)。A物體的最大靜摩擦力為mg，當(dāng)向上的恒力F大于2mg時(shí)，A物體與輕管變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，A就會(huì)相對(duì)輕管滑動(dòng)。做為輕管，它可能受到A和B對(duì)輕管的摩擦力。如果A物體對(duì)輕管的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力mg，由于輕管所受合力始終為0，所以B物體對(duì)輕管的摩擦力也是mg，不會(huì)超過B物體的最大靜摩擦力，所以B物體在這個(gè)過程中永遠(yuǎn)不會(huì)相對(duì)輕管滑動(dòng)，能把握這一點(diǎn)的學(xué)生更容易解決本題。

若要研究輕管的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則可以分析B物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因?yàn)锽物體永遠(yuǎn)與輕管相對(duì)靜止，它們具有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)開始時(shí)A、B和輕管一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，也可以通過整體法求出輕管的加速度?？偠灾筝p管的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，必須找與其一起運(yùn)動(dòng)的物體“幫忙”，而輕管所受合外力永遠(yuǎn)是0。

綜上所述，輕質(zhì)物體在分析問題中的作用是不可忽略的，能否較好的理解輕質(zhì)物體模型，對(duì)考試中某些問題的解答存在很大差異。從輕質(zhì)物體受力及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)入手，能防止學(xué)生在解決物理問題時(shí)形成的思維定勢(shì)，突破學(xué)生的思維障礙，便于學(xué)生理解考題，以便快速做出正確判斷。除輕質(zhì)物體模型外，高中物理還有質(zhì)點(diǎn)，點(diǎn)電荷等其它理想模型。這也給了我們物理教師一些警示——重視物理模型的教學(xué)！

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（欄目編輯 羅琬華）