力學(xué)問題的解題方法

何心瑤 長沙市南雅中學(xué)

力學(xué)問題的解題方法

何心瑤 長沙市南雅中學(xué)

力學(xué)問題解題方法較多，但所有的力學(xué)問題都會遵循同一種解題思路，即明確研究對象，進(jìn)行受力分析。本文圍繞高中力學(xué)問題解題思路展開，通過列舉例題的形式詳細(xì)闡述力學(xué)問題的解題方法，以提高自己的力學(xué)問題解題能力。

高中物理 力學(xué)問題 解題方法

物理力學(xué)本就是高中物理知識學(xué)習(xí)的重點和難點內(nèi)容，此部分知識包含的內(nèi)容眾多，其關(guān)鍵點主要表現(xiàn)在物體受力情況、牛頓運動定律以及功與功率等方面。為了更好的了解物體的運動狀況，需要結(jié)合高中物理力學(xué)問題相關(guān)知識，對運動狀態(tài)中的物體的受力情況進(jìn)行分析，并探索力學(xué)問題的具體解題方法。

1 力學(xué)問題解題思路

在解決力學(xué)問題時，首先需要明確力學(xué)問題的解題思路，通常情況下，解決力學(xué)問題需要分五步走。一是明確研究的對象，究竟是整體中的某一個物體還是整體。二是對研究對象進(jìn)行全面分析，弄清楚其運動情況，并對其進(jìn)行受力分析。在草稿紙上畫出物體的受力分析圖，標(biāo)明物體在運動過程中的加速度和加速度方向。三是立足實際問題情況，合理選擇解題方法。一般而言，對于只存在運動學(xué)的問題，簡單套用公式就可以了。對于靜力學(xué)問題，則需要對其進(jìn)行平衡力分解，常用的分解方法是正交分解法。對于動力學(xué)問題，需要分析研究對象是受到共線力的作用還是不共線力的作用，而不共線力又分為兩個力和三個力。若研究對象只受到不共線的兩個力的作用，并且研究對象呈現(xiàn)出加速直線運動狀態(tài)，則可以用平行四邊形法則進(jìn)行題目的解答。若是三個力，則要使用正交分解法進(jìn)行題目的解答。四是分析研究對象在整個受力過程中是否存在階段性變化，如果存在，則要對其進(jìn)行分段受力分析求解。五是對題目的解答結(jié)果進(jìn)行檢驗，看是否符合物理事實。在解答力學(xué)問題時，必須要立足解題思路，合理選擇解題方法，以便對力學(xué)題目進(jìn)行準(zhǔn)確解答。

2 力學(xué)問題解題方法

2.1 合理利用定義判斷靜摩擦力的方向

摩擦力的方向與物體的運動方向密切相關(guān)，一般而言，靜摩擦力的方向與物體的相對運動趨勢方向相反，而與物體自身的運動方向沒有任何聯(lián)系。動摩擦力的方向與物體相對運動的方向也是相反的。相比較而言，靜摩擦力的方向判定比動摩擦力的方向判定要難得多。要想正確判斷靜摩擦力的方向就必須要先弄清楚物體相對運動的趨勢方向，在判斷過程中需要采用化動為靜的思路。其具體判斷過程將通過例題1進(jìn)行介紹。

例題1 在一斜面上有一物塊M，其受到斜面方向上的力F的影響，而處于靜止?fàn)顟B(tài)。對于物塊來說，斜面會對其產(chǎn)生靜摩擦力，判斷以下選項的正誤。

（A）方向一定沿斜面向上

（B）方向可能沿斜面向下

（C）大小可能等于0

（D）大小可能等于F

解析：根據(jù)所學(xué)知識可得，當(dāng)F＜ mgsin? 時，在斜面上，物塊會有運動的趨勢，并且是向下運動的，而其受到的摩擦力是沿著斜面向上的，所以B選項正確。當(dāng)F= mgsin? 時，物塊與斜面之間是不會產(chǎn)生靜摩擦力的，所以其摩擦力的大小應(yīng)當(dāng)是0，所以C選項正確。而當(dāng)F> mgsin? 時，物塊會沿著斜面存在著向上運動的趨勢，其摩擦力必然向下。當(dāng)F=1/2 mgsin? 時，此時物塊的摩擦力與F的作用力大小相等，所以D選項正確。經(jīng)過分析之后可以發(fā)現(xiàn)，此題中只有A選項不正確。

2.2 利用整體法對物體進(jìn)行受力分析

整體法主要是指在對處于某種特定狀態(tài)下的物體進(jìn)行受力分析時，為了保證物體承受的所有的力都能夠被分析到，避免出現(xiàn)遺漏，需要在受力分析過程中注重系統(tǒng)的研究，從整體上對物體所受的力進(jìn)行分析。而不必將其細(xì)化，不用分析系統(tǒng)內(nèi)部各物體部分和運動狀態(tài)下所受的力。整體法的具體應(yīng)用過程如例題2所示。

例題2：在一粗糙的地面上，放置一個三角形木塊，假設(shè)其為a，然后將質(zhì)量分別為 m1 、m2的兩個正方形木塊 b、c放在兩個粗糙鞋面上，具體放置情況如圖1所示。假設(shè)m1 大于m2，當(dāng)所有的木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)時，粗糙地面對三個木塊（）

圖1

（A）有摩擦力作用并且其方向呈水平狀態(tài)向右

（B）有摩擦力作用并且其方向呈水平狀態(tài)向左

（C）有摩擦力作用，但是其方向并不能夠確定

（D）沒有摩擦力作用

解析：在解決此道題目時，便需要用到整體分析法，即將題設(shè)中的所有木塊都看做是一個整體。依據(jù)題設(shè)條件可知，相對于地面而言，由三個木塊所構(gòu)成的整體是處于靜止?fàn)顟B(tài)的，而處于靜止?fàn)顟B(tài)的物體，一般是不會受到摩擦力作用的影響的。對于此題而言，粗糙地面對三角形木塊是沒有任何摩擦力的，因此，就不用考慮摩擦力的方向了。所以，此道題目的正確答案是D。從反面來看，如果在解決此道題目時，不采用整體法，而是將具體的三角形木塊作為受力分析對象，仔細(xì)分析每一個三角形木塊所受到的彈力、摩擦力以及重力和場力等因子，就會將簡單問題復(fù)雜化，不僅浪費時間，而且很容易出錯。

3 結(jié)束語

力學(xué)問題解題方法較多，在受力分析階段更多的是使用平行四邊形法則和正交法。但在具體題目的解答過程中，更多的是需要利用各種概念、含義對力進(jìn)行判斷，對力的方向進(jìn)行求解，尤其是在分析物體的摩擦力的時候，需要用到整體法和隔離法。

[1]王國梅.高中物理力學(xué)問題教學(xué)中解題方法的研究[J].中學(xué)生數(shù)理化(教與學(xué)),2016,(01):52.

[2]張婧.高中物理力學(xué)解題策略探究[J].高中數(shù)理化,2016,(24):29.