龙彦潮 湖南省怀化市湖天中学

高中阶段的物理知识中,力学问题是重点、难点。作为典型的理科学科,必须在理清解题思路的基础上,才能更加灵活的调用知识内容,解决各类题型中的受力分析问题。所以,优化解题方法,必须从基本的解题思想入手,达到优化解题效果的作用。

一、物体受力分析的指导思想

明确研究对象是解析受力分析问题的第一步,只有将具体的对象从问题中抽离出来,才能更加精确的对研究对象中的物体集合、单个物体、结点、质点等不同层级的对象,产生更加系统的认识。同时,在分析受力问题时,需按照一定顺序对物理受力条件进行分析[1]。这里,可以尝试通过口诀“重力一定有,弹力看四周、摩擦分动静、方向要确定”的内容,优化记忆效果。注意,在弹力与摩擦力中,都是典型的接触力,必须对接触面进行分析。

高中知识结构中的受力分析问题,仅对研究对象受到的力进行分析即可,无需对研究对象施加到其他物体上的力。例如,当对研究物体A进行受力分析时,就分析甲对A、乙对A、丙对A的作用力即可,无需对A对甲、A对乙、A对丙的力进行分析,以免在分析中将问题定义在“力传递”问题上。

受力分析中,在对每一个受力条件进行独立分析的过程中,都需找到与这一力相对应的施力物体。这种方法可以减少“多力”条件下的误导影响,提高解题效果。另外,受力分析中,还需对物体所在的状态进行讨论,以免忽视在受力条件上的变化内容。例如,在水平传送带上的物体,也会随传送带一同进行运动,如果此时的传送带处于加速或减速运动状态,势必会使物体受到摩擦力影响而发生运动变化,并产生向前或向后的不同状态,如在匀速运动的条件下,该物体就不会受到摩擦力的影响。因此,对于物体状态的分析,在解析高中物理受力分析问题时十分重要。

二、高中物理力学常用分析法

(一)整体法与隔离法概念

整体法与隔离法是常见的高中物理分析方法,同样适用在高中物理力学受力分析问题中。首先,在整体法的思路下,可从局部的问题入手,逐渐形成问题中全局化的思考内容,这种解题思路,可以作为整体原理在物理力学知识中的应用。应用此种方法进行解题分析,可以更加清晰的理解物体的受力情况,并在整体的高度上,揭示出事物的本质条件与变化规律。在宏观的角度上,减少了繁琐的推导内容,并更加灵活的解决物理力学知识。解题过程中,整体法通常被应用在某一整体对象与其它物体的受力分析中,在忽略整体内部相互作用力的基础上,更高效的完成问题解析。

隔离法是将物体从整体中抽离出来,通过设置独立的研究对象,单独分析目标物体之外物体对其产生的作用力条件,省去了施力物体对其以外对象施力条件的分析。这种方法下,可以准确且清晰的找出单个物体的受力条件,并简单、清晰、明确的完成物体受力条件解析。应用上,可在对物体中各个物体之间作用分析的条件下,使用隔离法,对各个物体进行逐一分析。

这两种分析方法都是较为常见的分析手段,实际解题中,也可以进行交叉使用,根据问题的实际条件,对这两种方法进行交叉使用,在配合中更加全面的提升物理受力分析问题的解题效果。

举例分析,在高中物理常见题型中,经常会遇到对相互关联物体作出分析的题型,遇到此种问题时,通常可先使用隔离法,分别对各个物体进行独立分析,再根据各自不同的受力条件,应用定律与公式。但此种方法下,使用隔离法往往很难达到预期的运算效果,由此,就可使用整体法的思路,将相互关联的物体视作整体,使抽象的解题内容得到简化,并解决分析结果计算较难的问题。

(二)不同应用中的分析技巧

受力分析中,如遇到运动状态下的分析问题,可采用以下三种方案,针对性的完成解答。第一,当受力系统处于稳定状态下,整体的运动大都会处于静止状态与匀速运动条件中,或是在静止与匀速的平衡条件中。在此类条件下,由于所受合力为零,整体受到的合力也为零,可以将整体的平衡条件,作为确定其受力特点的有效方法。

其次,物体处在不平衡状态中,且没有产生相对运动条件。这种情况下,由于整体内部个物体间没有发生相对的运动,仅对整体的合理进行计算就可完成受力分析[2]。所以,可以采用该整体法,对此类问题进行计算。例如,在光滑的平面上,设置一个斜交为A的光滑斜木,并将质量为N的光滑物体防止在斜面上,如果想斜面施加力F,那幺,为了保证斜木与物体的相对静止,施加力F需要维持在多大。在对此问题解析时,就可相对加速度进行计算,并在应用先隔离、后整体的综合计算方法下,完成受力分析。

第三,系统内部部分存在部分平衡,也有部分不平衡。由于物体内部运动状态的不同,通常会采用隔离法进行计算。如果两个物体中,一个属于平衡状态,而另一个属于不平衡状态,也可以根据实际情况,适当的选用整体法进行计算,以此得到简化的计算效果。使用此种方法,整体所受到的合理条件不为零,就可用不平衡物体所受到的合力,代表整体所受合力。

三、总结

方法与步骤的正确性,是解析高中物理受力分析问题的关键。在此基础上,才能使用整体性、灵活化的解题方法,使作为难点的受力分析问题迎刃而解。而作为高中生的我们,需在不断锻炼与尝试的过程中,逐渐形成理性化的解题思路,通过对思维能力的练习,更加深刻的理解力学中的运动状态,掌握运动与力的相互关系。