高中物理力學(xué)綜合題解法探究

胡小飛

一、讀清題意，構(gòu)建物理情景.

解決物理問題，讀題是第一步，尤其是力學(xué)綜合題，一般描述過程都復(fù)雜，文字、物理量多，審題過程中，一定要耐心、仔細(xì)，首先要分清主次，抓住核心過程;然后理清頭緒，找到各物理量、物理過程中聯(lián)系.在這一過程中，建立起一幅比較清晰的關(guān)于所求問題的物理圖景，對(duì)解題思維框架進(jìn)行初步的構(gòu)成.一般情況下，在高中物理力學(xué)綜合題中，大多數(shù)的題目都會(huì)在題干中給出一些極為明顯的已知條件，但也會(huì)將一些重要的解題信息隱藏在題干中，而這些所隱含的信息必定往往都是解題的關(guān)鍵部分，所以這需要學(xué)生在審題分析過程中認(rèn)真、仔細(xì)地將隱含信息找出，進(jìn)而為解題提供支持.

二、循序漸進(jìn)，選取正確的方法.

對(duì)于力學(xué)綜合題，無外乎探究物體受力與運(yùn)動(dòng)、功、能之間聯(lián)系，在探究過程中，首先要明確研究對(duì)象、然后進(jìn)行受力分析、接下來以牛頓第二定律作為聯(lián)系紐帶找出各物理量關(guān)系;對(duì)于沒有涉及加速度的，可以從功和能的觀點(diǎn)聯(lián)系各個(gè)物理量.在運(yùn)用規(guī)律的過程中，要讓學(xué)生熟悉，了解各種典型的物理模型，學(xué)會(huì)應(yīng)用，從而達(dá)到事半功倍的效果.

例1 如圖1所示，一質(zhì)量為M、長為L的長方形木板B放在光滑的水平地面上，其右端放一質(zhì)量為m的物體A，m< M.現(xiàn)以地面為參考系，給AB以大小相等，方向相反的初速度，使A開始向左運(yùn)動(dòng)，B開始向右運(yùn)動(dòng)，但A剛好沒有離開滑板B.

（1）若已知A、B的初速度大小為v0，求它們最后的速度大小和方向，

（2）若初速度大小未知，求A向左運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)處離出發(fā)點(diǎn)的距離.

解析（1）A剛好沒有滑離B板，表示當(dāng)A滑板到B板的最左端時(shí)，A、B具有相同的速度，設(shè)此速度為v，經(jīng)過時(shí)間t，A、B間的滑動(dòng)摩擦力f，對(duì)A：

例2 如圖3所示，位于豎直平面內(nèi)有1/4圓弧的光滑軌道，半徑為R，OB沿豎直方向，圓弧軌道上端A點(diǎn)距地面高度為H當(dāng)把質(zhì)量為m的鋼球從A點(diǎn)靜止釋放，最后落在了水平地面的C點(diǎn)處.若本地的重力加速度為g，且不計(jì)空氣阻力.試計(jì)算：

（1）鋼球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的瞬間受到的支持力多大？

（2）鋼球落地點(diǎn)C距B點(diǎn)的水平距離s為多少？

解析 此題的物理情景比較明朗，鋼球從光環(huán)網(wǎng)弧A下滑到落到C點(diǎn)可分成兩個(gè)我們熟悉的過程：（1）光滑1/4圓弧內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，（2） B-C過程的平拋運(yùn)動(dòng);首先，以鋼球?yàn)檠芯繉?duì)象，沿網(wǎng)弧從A到B過程中受豎直向下的重力和時(shí)刻垂直于網(wǎng)弧面的支持力，考慮到支持力方向時(shí)刻在變，該過程很難運(yùn)用牛頓第二定律;但應(yīng)該注意到，雖然支持力是變力，然而由于其時(shí)刻垂直于運(yùn)動(dòng)方向，整個(gè)過程中支持力不做功，也就是只有重力做功.

例3 靜止在水平面上的A、B兩個(gè)物體通過一根拉直的輕繩相連，如圖4所示，輕繩長/=1 m，承受的最大拉力為8 N，A的質(zhì)量m1=2 kg，B的質(zhì)量m2 =8 kg，A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，現(xiàn)用一逐漸增大的水平力F作用在B上，使A、B向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)F增大到某一值時(shí)，輕繩剛好被拉斷（g=10 m/s².

（1）求繩剛被拉斷時(shí)F的大小;

（2）若繩剛被拉斷時(shí)，A、B的速度為2 m/s，保持此時(shí)的F大小不變，當(dāng)A靜止時(shí)，A，B間的距離為多少？

解析 此題可以用“整體法與隔離法”求解：

（1）設(shè)兩物塊一起運(yùn)動(dòng)的加速度為a，則有：

例4 如圖5所示，定滑輪到滑塊的高度為h，已知細(xì)繩的拉力為F（恒定），滑塊沿水平面由A點(diǎn)前進(jìn)s至B點(diǎn)，滑塊在初、末位置時(shí)細(xì)繩與水平方向的夾角分別為α和β，求滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中，繩的拉力對(duì)滑塊所做的功.

解析 設(shè)繩對(duì)物體的拉力為T，顯然人對(duì)繩的拉力F等于T. T在對(duì)物體做功的過程中大小雖然不變，但其方向時(shí)刻在變，因此該問題是變力做功的問題.但是在滑輪的質(zhì)量以及滑輪與繩間摩擦不計(jì)的情況下，人對(duì)繩做的功等于繩拉力對(duì)物體做的功，而拉力F的大小和方向都不變，所以F做的功可以用公式W= Fscos α直接計(jì)算.在繩與水平面的夾角由α變到β過程中，拉力F作用點(diǎn)位移大?。?/p>