潘德榮

(江蘇省寶應(yīng)縣曹甸高級(jí)中學(xué)，江蘇 揚(yáng)州 225813)

例析物理教學(xué)中的平衡問(wèn)題

潘德榮

(江蘇省寶應(yīng)縣曹甸高級(jí)中學(xué)，江蘇 揚(yáng)州 225813)

關(guān)于共點(diǎn)力作用下的物體平衡一直是近年高考卷中的常見(jiàn)熱點(diǎn)命題，學(xué)生對(duì)于此類(lèi)題目往往受困于沒(méi)有根據(jù)平衡的類(lèi)型去采取與之相對(duì)應(yīng)的合適方法去分析受力物體.因此，在這里筆者根據(jù)近年來(lái)在高考中出現(xiàn)的經(jīng)典試題，再結(jié)合書(shū)本中相關(guān)的力學(xué)分析知識(shí)，歸納和總結(jié)出了有關(guān)于平衡問(wèn)題的解題思路與解題方法.

平衡問(wèn)題；受力分析；解題方法

平衡類(lèi)問(wèn)題常常以多變的形式出現(xiàn)在高考試題中，高考《考綱》中對(duì)于此部分知識(shí)點(diǎn)的考察也有明確要求.此類(lèi)題目難就難在要首先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，要在受力分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算，因此，幫助學(xué)生做出正確的物體受力分析，是解題的首要關(guān)鍵.

1.從基礎(chǔ)做起，學(xué)會(huì)分析受力物體

作為高中物理力學(xué)難題的解題基本，對(duì)于物體的受力分析是學(xué)生需要掌握的基本技能.對(duì)物體進(jìn)行受力分析就是要將物體從他所處的環(huán)境中分割開(kāi)來(lái)，分析其他物體在他身上的作用力，并將其受力示意圖畫(huà)出來(lái)，在這里一定要注意物體受力圖的做圖細(xì)節(jié)問(wèn)題.在高考的試卷中，受力分析題一般是結(jié)合其他部分物理知識(shí)一同考察，但在部分省市也有將其作為選擇題單獨(dú)考察的題目.

圖1

例1 如圖1，光滑斜面上固定于水平面，滑塊A、B疊放后一起沖上斜面，并且始終保持相對(duì)靜止，A上表面水平，則在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，B受力的示意圖是圖2中的( ).

圖2

解析本題命題人想要考察的知識(shí)點(diǎn)是物體的受力分析，首先要運(yùn)用整體的思維，將物體看做整體分析，通過(guò)分析可以得出整體向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度方向上沿著斜面向下，則B的加速度方向沿著斜面向下.而根據(jù)在加速度和質(zhì)量一定的情況下，物體加速度的大小跟作用力成正比即牛頓第二定律，所以B的合力沿著斜面向下，則B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力.所以，通過(guò)分析可得出本題A選項(xiàng)正確，B、C、D錯(cuò)誤，正確答案是A選項(xiàng).

2.靜態(tài)平衡相關(guān)問(wèn)題

物體在共點(diǎn)力的作用下相對(duì)于地面處于靜止?fàn)顟B(tài)，即時(shí)靜態(tài)平衡.在近幾年的高考中，存在著一種物體的靜態(tài)平衡問(wèn)題結(jié)合彈力、摩擦力等知識(shí)點(diǎn)去聯(lián)合考察的潮流，在題目中不僅考察了學(xué)生對(duì)于物體靜態(tài)平衡狀態(tài)下的力的分析，同時(shí)可考察了對(duì)于靜摩擦力或者滑動(dòng)摩擦力的求值.

例2 水平地面上堆放著圓木，關(guān)于圓木p在支撐點(diǎn)M、N處受力的方向，下列說(shuō)法正確的是( ).

A.M處受到的支持力豎直向上

B.N處受到的支持力豎直向上

C.N處受到的靜摩擦力沿MN方向

D.M處受到的靜摩擦力沿水平方向

解析學(xué)生在接觸到此題時(shí)，首先要對(duì)處于靜態(tài)平衡狀態(tài)下的M、N出進(jìn)行受力分析，分析之后，可以得知在M處受到的支持力方向與地表接觸面垂直，方向是豎直向上的，N處受到的支持力是與接觸面垂直的，即垂直于MN向上，所以在A、B選項(xiàng)中A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；又因?yàn)槟Σ亮Φ姆较蚺c接觸面平行，與支持力垂直，所以C、D選項(xiàng)也是正確的，本題正確答案是A、C、D選項(xiàng).

3.動(dòng)態(tài)平衡的相關(guān)問(wèn)題

物體的動(dòng)態(tài)平衡是高中物理平衡知識(shí)的一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)槠湮锢砹慷继幵谧兓?，雖然處于狀態(tài)也很難使用傳統(tǒng)的解題方法去分析計(jì)算.有關(guān)于動(dòng)態(tài)平衡一類(lèi)的問(wèn)題在高考中出現(xiàn)的頻率相當(dāng)高，形式也比較多變，要想處理好此類(lèi)難題，需要學(xué)生靈活運(yùn)用多種解題方法.

例3 一光滑的輕質(zhì)滑輪用細(xì)繩OO′懸掛于O點(diǎn)；另一細(xì)繩跨過(guò)滑輪，其一端懸掛物塊a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b.外力F向右上方拉b，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).若F方向不變，大小則在一定范圍內(nèi)變化，物塊B始終保持靜止，則( ).

1．繩OO′的張力也在一定范圍內(nèi)變化

2．物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化

3．連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化

4．物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化

解析由題目中可知，在F保持方向不變的情況下，大小發(fā)生變化的過(guò)程中，物體a、b均保持靜止，各繩的角度保持不變.將物體a進(jìn)行受力分析，可以得到繩子的拉力T=Mag,物體的質(zhì)量與重力都不會(huì)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生改變，所以物體a受到繩子的拉力保持不變.又因?yàn)榛唭蓚?cè)的繩子拉力相等，所以物體b受到的繩子的拉力大小、方向都是保持不變的，c選項(xiàng)錯(cuò)誤；在題干中已經(jīng)確認(rèn)，a、b受到的繩子的拉力大小與方向均保持不變，那么就可以得出細(xì)繩OO'的張力不變，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)物體b進(jìn)行受力分析，并將其在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受到的力沿著水平方向與豎直方向進(jìn)行力的分解，由受力平衡可以得出T和Mbg始終不變，當(dāng)F大小在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行變化時(shí)支持力在一定的范圍內(nèi)發(fā)生一定的變化，B選項(xiàng)正確；物塊b與桌面間的摩擦力也會(huì)相應(yīng)的在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，D選項(xiàng)也正確，本題正確選項(xiàng)是B和D.

平衡類(lèi)型的題型固然多有變化，但只要能夠讓學(xué)生學(xué)會(huì)區(qū)分題目類(lèi)型，按照類(lèi)型選擇適當(dāng)?shù)慕忸}方法，相信這也不再是困擾學(xué)生的難題.以上種種只是本人在高中物理平衡的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中的教學(xué)總結(jié)，希望對(duì)各位教師同仁能有所幫助.

[1]牛有朋.淺談處理平衡問(wèn)題的幾種方法[J].中學(xué)物理.高中版本,2015(04).

[2]梁麗華.例析高中物理的平衡類(lèi)問(wèn)題[J].理化生教學(xué)與研究,2016(12).

[3]范曉波.淺談直角坐標(biāo)系的建立[J].物理通報(bào),2010(03).

[責(zé)任編輯：閆久毅]

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1008-0333(2017)25-0057-02

2017-07-01

潘德榮(1968-)，男，江蘇寶應(yīng)人，大學(xué)本科，中學(xué)高級(jí)教師，從事教育教學(xué)工作30多年.