求解牛頓第二定律問(wèn)題4步曲

◇　浙江　蘇　靜

(作者單位：浙江金華第一中學(xué))

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求解牛頓第二定律問(wèn)題4步曲

◇浙江蘇靜

牛頓第二定律的應(yīng)用是高中物理的重要內(nèi)容,如何進(jìn)行高效的學(xué)習(xí),是高中物理教師和學(xué)生都必須面對(duì)的問(wèn)題.如果只是簡(jiǎn)單地羅列一些物理試題進(jìn)行講解,不能達(dá)到教師的預(yù)期的教學(xué)效果,同時(shí)也讓學(xué)生感覺物理試題的解題過(guò)程沒(méi)有章法,老師講得辛苦,學(xué)生學(xué)得效果也不理想.要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)的效果,規(guī)范性特別重要.解決牛頓第二定律問(wèn)題,學(xué)生要形成自己統(tǒng)一的方法,這種方法分以下幾個(gè)步驟:第1步是找到誰(shuí)是受力分析的主體;第2步是正確畫出受力圖,畫受力圖的時(shí)候受力一個(gè)也不能少,畫受力圖要按照“一重、二彈、三摩擦、然后就是其他(包括安培力、洛倫茲力等)”的順序來(lái)完成;第3步是建立坐標(biāo)系,以速度或加速度方向?yàn)閤軸,與其垂直的方向?yàn)閥軸,在坐標(biāo)系基礎(chǔ)上列出方程;第4步求得結(jié)論．本文探究解決牛頓第二定律問(wèn)題的一般步驟,從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從特殊到一般、從光滑的水平面到粗糙的斜面,解題思路和要求一直不變,就是上面講的解題4步曲,重點(diǎn)在于學(xué)生做題的操作性和規(guī)范性．

圖1

例1如圖1所示,物塊處于光滑水平面上,物塊的質(zhì)量為1

kg

,用水平拉力F作用在物塊上,拉力大小為5

N

,重力加速度g取10

m

·

s

-2

.

(1) 畫出物塊的受力分析圖.

(2)求出物塊的加速度大小和方向.

圖2

對(duì)例1進(jìn)行簡(jiǎn)單改編,就可以加大物理試題的難度,題目如例2．

(1) 畫出物塊的受力分析圖.

(2) 求出物塊的加速度大小和方向.

圖3

把拉力改為同等重力的重物,就可以加深對(duì)牛頓第二定律的同體性的理解,題目如例3．

圖4

(1) 畫出物塊的受力分析圖.

(2) 求出物塊的加速度大小和方向.

圖5

(2) 設(shè)重為F的物體的質(zhì)量為m, 則

由上面2式求解可得物塊加速度大小

加速度方向水平向右.

對(duì)例3再進(jìn)行改編,又可以加大物理試題的難度,題目如例4．

(1) 畫出物塊的受力分析圖.

(2) 求出物塊的加速度大小和方向.

圖6

Ff=μm0g=0.2×1×10N=2N.

由上面各式求解可得物塊加速度大小

加速度方向水平向右.

把例4再改編, 水平面改為斜面,又可增加物理試題的難度,題目如例5．

圖7

(1) 畫出物塊的受力分析圖.

(2) 求出物塊的加速度大小和方向.

圖8

由上面各式求解可得物塊加速度大小

物塊加速度方向沿斜面向下.

做題的目的在于構(gòu)建解題的一般方法和解題規(guī)范,明確運(yùn)用牛頓第二定律解題的步驟.對(duì)情景比較復(fù)雜、綜合能力要求較高的習(xí)題,求解時(shí)更應(yīng)注意解題的規(guī)范性,這樣才能以不變應(yīng)萬(wàn)變,使分析過(guò)程簡(jiǎn)化,提高解題速度. 運(yùn)用本文介紹的4步曲,可以使問(wèn)題簡(jiǎn)化，在教學(xué)過(guò)程中教師要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生明確受力對(duì)象,正確畫出受力分析圖的能力,理解受力對(duì)象間的相互關(guān)系,提升學(xué)生思維能力和解題速度．

(作者單位：浙江金華第一中學(xué))