張文喆（甘肅省建材工業(yè)學(xué)校，甘肅 蘭州 730070）

精講多練 掌握方法

張文喆（甘肅省建材工業(yè)學(xué)校，甘肅 蘭州 730070）

學(xué)習(xí)物理，不但要理解概念，公式，重要的是學(xué)習(xí)解決問題的方法，技巧，力學(xué)中通過對(duì)習(xí)題的透徹理解，分析被研究物體的受力情況，選定正方向，建立合適的平面直角坐標(biāo)系，根據(jù)靜力學(xué)或動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)列出力學(xué)方程求解，舉一反三，掌握方法，從而提高解決問題的能力。

力學(xué)；正方向；坐標(biāo)系；方法

中專物理教學(xué)中的力學(xué)部分，是一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。常常在課堂上，從學(xué)生的回答和眼神中，對(duì)基本概念、基本定律清楚了，例題講解也能明白，但在下面練習(xí)及作業(yè)解題中，仍然不得要領(lǐng)，習(xí)題稍復(fù)雜點(diǎn)就無從下手。針對(duì)出現(xiàn)的上述問題，正確區(qū)分矢量和標(biāo)量，并在應(yīng)用中注意矢量和標(biāo)量的不同表達(dá)方式方法，教會(huì)學(xué)生使其掌握分析、解題的基本方法至關(guān)重要，也是學(xué)習(xí)物理的一個(gè)竅門。

1 嚴(yán)格要求解題步驟

對(duì)于靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)問題，最關(guān)鍵、最主要的問題是明確研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，但必要的步驟必不可少，否則走了許多彎路而不達(dá)目的。所以解題前要強(qiáng)調(diào)完成基本過程：1）分析題意、明確研究對(duì)象，畫出草圖進(jìn)行受力分析；2）選定正方向，建立坐標(biāo)系；3）找出已知條件和求解的未知量；4）根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列出方程，求解。

2 正方向的選取

運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，動(dòng)力學(xué)方程式都是矢量表達(dá)式，所以正方向的選取非常重要。而如何選取正方向又比較靈活，甚至任意選取都行，但在具體問題中要根據(jù)題意解題方便而定。下面通過例題解析具體說明。

例1質(zhì)量為0.4kg的球，以30m/s的水平速度投向墻壁，與墻相撞后又以20m/s的水平速度反向彈回，假定球與墻壁的相互作用時(shí)間為0.1s,求墻對(duì)球的平均沖力是多少？

圖1 球與墻壁碰撞

解法一：分析，取球?yàn)檠芯繉?duì)象，當(dāng)球沿水平方向與墻相撞時(shí)，球受到重力和彈力

（即沖力）如圖1，而彈力遠(yuǎn)大于重力，故重力忽略不計(jì)，合力為F。

選球初速度方向?yàn)檎较颍ㄎ锢砹糠较蚺c選定正方向一致時(shí)取正，相反時(shí)取負(fù)）。

已知：v0=30m/s，v=-20m/s，

m=0.4kg，t=0.1s。

求：F

答：墻對(duì)球的平均沖力大小為2X102N，方向與選定正方向相反。

解法二：分析同上。若選與初速度相反的方向?yàn)檎较颍?/p>

則已知：v0=-30m/s，v=20m/s，m=0.4kg,t=0.1s。

答：墻對(duì)球的平均沖力大小為2×102N，方向與選定正方向一致，仍與初速度方向相反。

可見，正方向的選取與結(jié)果無關(guān)。若一旦選定了正方向，就要遵循所選定的正方向去確定已知物理量的正負(fù)，以及物理方程的矢量表達(dá)式。

3 坐標(biāo)系的選取

圖2 球靜置于斜面上

圖3 球靜置于斜面上

解法一：選球?yàn)檠芯繉?duì)象，球受到重力mg，斜面對(duì)球的支持力N,擋板對(duì)球的推力F。受力分析如圖2，選水平向右為x軸正方向，豎直向上為y軸正方向，將不在坐標(biāo)軸上的力N正交分解：

N1 = Nsinα

N2 = Ncosα

由于物體處于靜平衡狀態(tài)，故合外力R=0,即

解得：N=mg/cosα

F=mg tanα

解法二：分析同上。若選沿斜面向下為x軸正方向，垂直于斜面向上為y軸正方向，如圖3，將mg、F正交分解：

由于合外力R=0 即

解得：N=mg/cosα

F=mgtanα

答：斜面受小球的壓力Nˊ與斜面對(duì)球的支持力N是一對(duì)作用力和反作用力，大小Nˊ=mg/cosα，方向垂直于斜面向下，擋板對(duì)小球的推力大小為F=mgtanα，方向水平向右。

可見，結(jié)果與坐標(biāo)系的選取無關(guān)，可自由選取，但隨問題的方便而定，一般選取盡可能多的力落在所選的那個(gè)坐標(biāo)軸上。

值得強(qiáng)調(diào)的是，像上題中那樣必須選取合適的直角坐標(biāo)系，將不在坐標(biāo)軸上的力正交分解，分別沿x軸和y軸，在靜力學(xué)問題中列出力學(xué)平衡方程式，在動(dòng)力學(xué)問題中列出牛頓第二定律方程式，這是非常重要的一步。否則，若不掌握這一方法，仍按小學(xué)算術(shù)式解題方式解題，當(dāng)然對(duì)簡(jiǎn)單問題一目了然，而對(duì)稍復(fù)雜點(diǎn)的問題則無從下手，不知如何解決，并且將后患無窮，以至影響理論力學(xué)、材料力學(xué)等后續(xù)課程的進(jìn)一步學(xué)習(xí)?？梢姡瑢W(xué)習(xí)物理，不但要學(xué)習(xí)概念，公式，定理，更重要的是遵循規(guī)律，尋找解決問題的方法，竅門，途徑，經(jīng)過多年教學(xué)實(shí)踐證明，精講多練、舉一反三、一題多解，定能使學(xué)生掌握方法，大面積提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣，最終達(dá)到令人滿意的效果。

Earnestiy earnestly practice, master the method

The study physics,not only to understand the concept,formula,it is important to study the method to solve the problem,skills,thorough understanding of the mechanics based on the problem sets,analysis the force of the research objects,the selected direction,establish proper plane rectangular coordinate system,according to the statics and dynamics characteristics listed mechanics equation,Extrapolate,master the method,To improve the ability to solve the problem．

mechanics；the positive direction；coordinate system；the method

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1003-8965（2017）03-0151-01