鄭洋龍
在高中物理學(xué)習(xí)之中,對(duì)于物體的受力顯得尤為重要,它不僅在力與運(yùn)動(dòng)之中應(yīng)用廣泛,而且在后面學(xué)習(xí)的電場(chǎng),磁場(chǎng)之中的應(yīng)用也十分的廣泛。高中物理基本上就是依靠受力把知識(shí)聯(lián)系起來的,所以說,我們一定要把物體的受力分析學(xué)好,學(xué)習(xí)透徹,這樣才能為高中的物理學(xué)習(xí)打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。受力分析是高中物理的重難點(diǎn),在這之中有很多的難題。但是不要害怕,只要你掌握住正確的方法,那么難題就會(huì)迎刃而解。
這道例題如果按照常規(guī)的方法進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件判斷物體的受力變化,從而得到正確的選項(xiàng)。但是這道題如果我們應(yīng)用常規(guī)的方法,便會(huì)無從下手,因?yàn)閮蓚€(gè)拉力的方向都一直在改變,無法確定。大家都知道在同一地點(diǎn),重力加速度g相同,那么同一地點(diǎn)的重力大小和方向是恒定不變的。因此我們要利用重力不變以及物體的平衡狀態(tài)來巧妙解題,當(dāng)然這種方法需要我們有一個(gè)好的洞察能力和一個(gè)好的作圖能力。下面我們就用一種巧妙的方法來解決這類的難題。
第一步,我們需要找到重力的對(duì)應(yīng)邊,即方向?yàn)樨Q直方向,長度始終不變的邊;
第二步,根據(jù)第一步所找出的重力對(duì)應(yīng)邊的兩個(gè)端點(diǎn)分別作兩個(gè)力的平行線;
第三步,選取兩個(gè)或三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行第二步操作。
例1:如右圖所示,絕緣輕繩OD一端固定在高壓電線桿塔上的O點(diǎn),另一端固定在兜籃上。另一絕緣輕繩跨過固定在桿塔上的C點(diǎn)的定滑輪,一端連接兜籃,另一端有工人控制。身穿屏蔽服的王進(jìn)在兜籃里,緩慢地從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的處于O點(diǎn)正下方的E點(diǎn)的電纜處。繩OD一直處于伸直狀態(tài),兜籃、王進(jìn)以及攜帶的設(shè)備總質(zhì)量為m,不計(jì)一切阻力,重力加速度的大小為g,關(guān)于王進(jìn)從C點(diǎn)到E點(diǎn)的過程中,下列說法正確的是
A.工人對(duì)繩的拉力逐漸變大
B.工人對(duì)繩的拉力逐漸變小
C.繩OD的拉力一直不變
D.繩OD的拉力越來越大
第一步,找出重力對(duì)應(yīng)邊OE;
第二步,連接OD,過點(diǎn)E作CD的平行線交OD于點(diǎn)B,OB的長度代表繩OD拉力的大小,EB的長度代表繩CD的拉力大小;
第三步,取D點(diǎn)左下方的F點(diǎn),重復(fù)第二步操作,得出力的變化。
圖示我們可以得到,工人對(duì)繩的拉力CD逐漸變小,繩OD的拉力越來越大,我們就可以得出正確的選項(xiàng)BD。
例2:滑板是體現(xiàn)時(shí)尚運(yùn)動(dòng)精神的運(yùn)動(dòng),如圖,固定在地面上的軌道AO為豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧賽道,一滑板運(yùn)動(dòng)員從賽道邊緣A點(diǎn)向下緩慢運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn),該過程中人和滑板始終處于平衡狀態(tài),滑板運(yùn)動(dòng)員與圓弧賽道間的動(dòng)摩擦因數(shù)是變化的,則在滑板下滑過程中,下列說法正確的是
A.下滑過程中支持力逐漸增大
B.下滑過程中支持力先增大后減小
C.下滑過程中滑動(dòng)摩擦力逐漸減小
D.下滑過程中動(dòng)摩擦因數(shù)逐漸減小
這道題常規(guī)的方法分析也無從下手。但我們?nèi)绻麘?yīng)用上一題的方法,難點(diǎn)就很快突破了。
第一步,我們找到重力的對(duì)應(yīng)邊BO;
第二步,連接BC,作點(diǎn)C的切線,過點(diǎn)O作切線的平行線,交BC于點(diǎn)E,BE則代表支持力的大小,OE則代表摩擦力的大??;
第三步,取右下方的D點(diǎn)進(jìn)行第二步操作,判斷力的變化。
圖示我們可以得出支持力逐漸增大,滑動(dòng)摩擦力逐漸減小,動(dòng)摩擦因數(shù)=滑動(dòng)摩擦力/支持力,所以動(dòng)摩擦因數(shù)逐漸減小,從而得到正確的選項(xiàng)ACD。
在今年的理綜試題(2017年全國Ⅰ卷)之中的物理部分的最后一道壓軸選擇題難道了許多的考生,其實(shí)這樣的難題用常規(guī)的方法分析很難分析出來得到正確的答案,當(dāng)然解決它這樣的題有許的多方法,以下的解題方法只是眾多的解題方法之中的一種,應(yīng)用這種方法我們可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)該題做出正確的判斷。
如圖,柔軟輕繩ON的一端O固定,其中某點(diǎn)M栓一重物,用手拉住繩的另一端N。初始時(shí),OM數(shù)值且MN被拉直,OM與MN之間的夾角為α(α>90°)?,F(xiàn)將重物向右上方緩緩拉起,并保持夾角α不變。在OM由豎直被拉到水平的過程中
A.MN上的張力逐漸增大
B.MN上的張力先增大后減小
C.OM上的張力逐漸增大
D.OM上的張力先增大后減小
第一步,找出重力對(duì)應(yīng)邊OM的長度,初始狀態(tài)時(shí)我們可以知道繩OM的拉力等于小球重力;
第二步,小球到B位置時(shí),過點(diǎn)M作AB的平行線交OB的延長線于點(diǎn)E,ME的長度代表繩MN拉力的大小,OE的長度代表繩OM的拉力大?。?/p>
第三步,取小球到D位置時(shí)重復(fù)第二步操作。
圖示我們可以得到,OM繩的拉力先增大后減小,MN繩的拉力一直增大。這樣分析壓軸的高考選擇題就輕而易舉的解決了。
(作者單位:河北省南和縣第一中學(xué)高三(1班))