宋思程
鄭州龍湖一中 河南鄭州 450000
力學(xué)是高中物理眾多知識(shí)點(diǎn)中較為復(fù)雜的部分,其涉及內(nèi)容較為廣泛,且生活化應(yīng)用較強(qiáng),屬于高考物理中的必考內(nèi)容。在高中物理力學(xué)題目中,分析物體的受力最為關(guān)鍵,力學(xué)受力分析直接影響到解題效率與正確率。因此,在學(xué)習(xí)力學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),我們還需要通過(guò)大量的練習(xí)熟悉不同類(lèi)型的力學(xué)受力分析技巧。
力的矢量特征具有大小、方向兩個(gè)要素。因此,在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí),我們需要綜合考慮物體的實(shí)際受力情況,結(jié)合題目需要分解受力[1]。高中物理中的物體受力分析方法主要包括整體法、正交分解法等多種類(lèi)型,我們需要根據(jù)題目的具體情況選擇對(duì)應(yīng)的受力分析方法,以提高解題效率。
整體法是物體受力分析中較為常見(jiàn)的一種方法,其優(yōu)點(diǎn)在于它能夠忽略系統(tǒng)中的內(nèi)力作用,尤其是對(duì)于一些無(wú)法明確的內(nèi)力作用,其可以通過(guò)整體進(jìn)行受力分析[2]。
例1:在水平面上放置一三角形斜面B,斜面上有一小木塊A,三角形斜面B的質(zhì)量為M,小木塊A的質(zhì)量為m,如圖1所示。與水平面相平行的力F朝相反方向推動(dòng)A和B,若A和B都未移動(dòng),則以下兩種表述是否正確:
2.1 A、B之間的摩擦力無(wú)法確定
2.2 水平面受到的B的壓力為(M+m)g
圖1
解析:將A和B看作一個(gè)整體,其水平受力只有兩個(gè)大小相等、方向相反的力F。因此,在水平方向上可以看作沒(méi)有外力作用,由A、B組成的系統(tǒng)對(duì)水平面的壓力也就是(M+m)g,則可得出(2)的結(jié)論。
在(1)中,在不考慮B受力的情況下,如果直接施加A的力F在沿斜面向上的力分解后與mg沿斜面向下的分解力的大小相等,則A與斜面B之間不存在摩擦力。因此,A與B之間的摩擦力無(wú)法確定。
正交分解法多見(jiàn)于直角關(guān)系的物體受力分析中,通常情況下,涉及重力的物體受力分析題目適用于正交分解法。但是,正交分解法的使用不具有唯一性,需要結(jié)合物體受力的實(shí)際情況進(jìn)行判斷。
例2:如圖所示,在水平放置的斜面上有一小木塊A,已知斜面的傾角為,如果斜面相對(duì)于小木塊的動(dòng)摩擦因素為,若在保持斜面固定的情況下,對(duì)小木塊施加水平方向上的力F,試問(wèn)當(dāng)F為多少時(shí),小木塊能夠在斜面上勻速向上運(yùn)動(dòng)?
圖2
圖3
除了以上兩種類(lèi)型的物體受力分析方法,在一些題目中,由于其無(wú)法使用正交分解法,所以其可以利用力的矢量特性,通過(guò)矢量三角形法對(duì)物體進(jìn)行受力分析。物體受力分析的方法多種多樣,我們要在鞏固力學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上,通過(guò)大量的練習(xí)掌握物體受力分析的具體方法,以提高解答力學(xué)題目的效率。