整=a個(gè)及a-F外圖像巧解疊加體分離的臨界問題"/>
朱學(xué)鋒
【摘 要】用加速度的臨界條件:整=個(gè)和聯(lián)合使用-?F外圖像、來詳細(xì)描述,由某個(gè)逐漸增大的外力作用使得疊加體系統(tǒng)出現(xiàn)的“整體-臨界分離-分離”的漸變過程。
【關(guān)鍵詞】疊加體;臨界分離;整體角速度;個(gè)體加速度;-F外圖像
【中圖分類號】G637 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ?【文章編號】1671-8437(2020)04-0072-02
高中階段學(xué)習(xí)了牛頓第二定律之后,會遇到很多疊加體問題,如兩個(gè)或多個(gè)物塊緊挨在一起被外力加速,或者水平面上的木板上放置一個(gè)或者幾個(gè)木塊,外力拉木板或木塊,計(jì)算板與塊相互分離的問題。在這類問題的教學(xué)中我們要求學(xué)生不能孤立、靜止、片面地看待其中一個(gè),我們不能“只見樹木、不見森林”,我們樹木森林都要見,要在整體與局部、個(gè)體之間切換我們觀察的鏡頭。外力增加到什么程度才能使板、塊分離呢?那就是這個(gè)局部、個(gè)體的加速度與系統(tǒng)整體的加速度開始不一樣時(shí),系統(tǒng)臨界,系統(tǒng)狀態(tài)由量變發(fā)生質(zhì)變,個(gè)體與整體的速度和位移開始不一樣,即將分崩離析,某些個(gè)體開始分道揚(yáng)鑣,整體面臨解體。也就是用這樣的加速度的臨界條件:整=個(gè)。我們還可以使用-F外圖像來詳細(xì)描述,由某個(gè)逐漸增大的外力作用使得系統(tǒng)出現(xiàn)的這種“整體-臨界分離-分離”的漸變過程。這種方法可以形象地比喻為“森林-樹木法”。
這類問題在高考中經(jīng)常出現(xiàn)。既考查了牛頓第二定律的掌握情況,又考查了摩擦力、最大靜摩擦力等基本概念的理解。學(xué)生只有在熟練運(yùn)用整體法、隔離法的基礎(chǔ)上,在頭腦里建構(gòu)形成,加速度隨著外力改變而發(fā)生量變-突變的完整物理圖景后,才能解出答案。