陸永華

多過程問題是機(jī)械能及其守恒定律綜合應(yīng)用問題中的考查熱點(diǎn)之一。由于“多過程”問題涉及的物體運(yùn)動(dòng)過程較為復(fù)雜，解題能力相對(duì)要求較高，對(duì)學(xué)生而言也是考查的重難點(diǎn)在此，將多過程問題的解題策略分解為“三步法”：“合”——“分”——“合”：

1.“合”——整體性：通過審題大概了解運(yùn)動(dòng)全過程，構(gòu)建大致的運(yùn)動(dòng)圖景，選擇合適的研究過程簡(jiǎn)化問題。

2.“分”——階段性+規(guī)律性：將全過程進(jìn)行分解，分析每個(gè)過程的規(guī)律，其中多過程組合的問題主要是指直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)和豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的組合問題。常采用的解決方法包括：（1）動(dòng)力學(xué)方法觀點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)基本規(guī)律；（2）能量觀點(diǎn)：動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律。當(dāng)涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功時(shí)，要注意運(yùn)用它們的功能特點(diǎn)：（1）重力的功取決于物體的初、末位置，與路徑無(wú)關(guān)；（2）大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小與路程的乘積。

3.“合”——聯(lián)系性：尋找多過程問題中各個(gè)“子過程”之間的聯(lián)系，兩個(gè)相鄰過程連接點(diǎn)的速度是聯(lián)系兩過程的紐帶，也是解題的關(guān)鍵，例如平拋運(yùn)動(dòng)的末速度的方向是解題的重要突破口。

分析：第一步的“合”，確定本題中的運(yùn)動(dòng)圖景為直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的組合運(yùn)動(dòng)過程。第二步的“分”，將整個(gè)過程分為直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)三個(gè)子過程，結(jié)合題目中的（1）（2）（3）問中求解的物理量進(jìn)行分析，第（1）問運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律；第（2）問關(guān)鍵是運(yùn)用能量觀點(diǎn)分析圓周運(yùn)動(dòng)，求解出P點(diǎn)的速度；第（3）問運(yùn)用能量觀點(diǎn)分析A到P過程求解高度h，其中在求解這三問的過程中，第三步的“合”已體現(xiàn)其中，如銜接點(diǎn)P點(diǎn)和C點(diǎn)的速度。具體求解過程如下：

例2 如圖2所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相切，半圓形導(dǎo)軌的半徑為R，一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得一向右的速度后脫離彈簧，當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌的瞬間對(duì)軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能到達(dá)最高點(diǎn)C，C、0、B三點(diǎn)在同一豎直線上。（不計(jì)空氣阻力）試求：

（1）物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能；

（2）物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能。

分析：第一步的“合”，確定本題中的運(yùn)動(dòng)圖景為直線運(yùn)動(dòng)和豎直平面圓周運(yùn)動(dòng)的組合運(yùn)動(dòng)過程。第二步的“分”，將整個(gè)過程分為直線運(yùn)動(dòng)和豎直平面圓周運(yùn)動(dòng)兩個(gè)子過程，其中第一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)過程包含在彈簧彈力作用下的運(yùn)動(dòng)，求解彈簧的彈性勢(shì)能沒有直接的公式可以代入，常規(guī)思路是根據(jù)能量守恒定律進(jìn)行求解，第二個(gè)子過程求解物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過程中物體做豎直平面圓周運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的內(nèi)能，這個(gè)內(nèi)能的產(chǎn)生來源于摩擦力做功，但是在此沒法直接運(yùn)用摩擦力做功公式代入求解，同樣需從能量守恒定律角度進(jìn)行求解。

第三步的“合”主要體現(xiàn)在兩個(gè)子過程的銜接點(diǎn)B點(diǎn)速度。具體求解過程如下：

解析（1）設(shè)物體在B點(diǎn)的速度為

學(xué)會(huì)并熟練分解多過程問題，進(jìn)行三步式的分析解答，結(jié)合動(dòng)力學(xué)方法觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)進(jìn)行求解，多過程問題便可迎刃而解。endprint