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      高中物理題:受力分析中的主被動解析

      2016-08-04 13:09

      來源:

      編輯:新東方小編

        

        知識點解析:

        高中物理研究的課題歸根結底不過是力和運動的關系。 所以受力分析成為所有習題解題的開端。 受力分析的正確保證了后續運動過程的判斷, 那么力又該如何分析呢?

        古人云: 物有本末,事有終始。知所先后,則盡道矣。力有沒有先后呢?我們來看看高中學習的幾種力: 重力, 彈力, 壓力, 浮力, 摩擦力,電場力, 磁場力...

        1類: 存在即受力,不需要施力物體接觸受力物體。

        重力:有質量的物體在地球上就會受到萬有引力吸引,故而受到重力。

        電場力:帶電粒子在電場中即會受到電場力的作用。

        磁場力:運動的帶電粒子, 電流,在磁場中就會受到力的作用

        2類: 有原因才會被動抵抗,而且施力和受力物體必須接觸。

        彈力: 彈力是物體發生彈性形變后, 恢復形變而產生的力。 壓力和支持力都屬于彈力的一種。 那么彈性形變因何而生呢? 這就是彈力的源頭了。 例如, 物體受重力而有向下的趨勢, 遇到桌面阻擋而發生擠壓, 物體形變后產生向下的壓力, 桌面形變產生向上的支持力, 而是物體相互擠壓的力, 即為此作用力的源頭。

        摩擦力:有相對運動或相對運動趨勢時, 在μ和正壓力的共同作用下, 有摩擦力的產生。 摩擦力阻止相對運動或相對運動趨勢, 但相對運動和相對運動的趨勢是誰帶來的呢?我們可以把它看作摩擦力的源頭。

        浮力:阿基米德定律告訴了我們, 浮力等于排開液體的重力。 那么是誰讓物體排開了液體呢, 是誰讓物體置身于液體之中, 這就是浮力的源頭了。

        那么, 所有的力都可簡單看作先有第一類的主動力, 后有被動抵抗的力, 這就是力中的始終和本末。沿著這根主線,力就一目了然了。當然, 主動力除這些自然產生的力外還有人為主動施加的力,這種主動力題目會明確給出。

        沿著這條主線, 我們看下2016年高考理綜I卷中靜態受力分析的題目

        19.如圖,一光滑的輕滑輪用細繩OO'懸掛于O點;另一細繩跨過滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b,整個系統處于靜止狀態。若F方向不變,大小在一定范圍內變化,物塊b仍始終保持靜止,則

        A.繩OO'的張力也在一定范圍內變化

        B.物塊b所受到的支持力也在一定范圍內變化

        C.連接a和b的繩的張力也在一定范圍內變化

        D.物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內變化

        源頭的力自然是主動力: 目前有三:

        1)b物塊的重力,

        2)b物塊所受拉力a,

        3)a物塊的重力。

        從b物塊分析:

        1)a 物塊的重力大小,方向均恒定

        2)右側拉力F 題目給出大小有變化, 方向無變化。

        此外接觸物體有左側繩上拉力, 支持力和摩擦力, 這些力一起平衡。

        從b無法找出繩上拉力的明顯源頭, 所以擱置,去分析物體a。

        從a物塊分析:

        1) a物塊的重力大小,方向均恒定

        2) a的重力使a拉繩子, 繩子上拉力最終和a平衡。 主被動在這里。 繩上的拉力由其產生的源頭b的重力決定。

        后經滑輪, 同一繩上拉力大小處處不變, 而所有物體靜止, 滑輪兩側繩上拉力的方向不會改變, 即拉OO'的角度不變, OO'上被動產生的拉力自然也不會變。

        退回b的分析: 重力和左右兩端的力都已明晰, 被動產生的支持力和摩擦力也就明白了。

        答案BD正確。

        力的影響有先后始終, 從源頭分析即能一環套出一環, 而丟棄了力的始終, 憑空去想象某一個力的有無, 是受力分析失敗的常見原因, 各位學生看一下自己出錯的題目, 是否出現了憑空想象了某個力呢?

        此章節仍然留了一個尾巴, 目前研究的都是靜態的受力分析, 所謂動態, 不過是又增加了受力的源頭, 增加了什么呢? 大家可以自己想一想。

      作者簡介

        優名師:李媛琰

        教育背景: 山西大學 理論物理學

        教授課程: 初高中物理

        其他: 基礎知識扎實、邏輯思維嚴密,善于因材施教,跟蹤學生思路,發現學生思維斷點并加以補足。 教學特點深入淺出, 化繁為簡, 注重物理思維模式的建立, 幫助孩子建立物理學習的信心,養成嚴謹的思維習慣。

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