物理受力体系分解的相关问题探索

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  摘要:本文首先简单介绍了当前我国高中生在解决物理受力体系分解相关问题时的难点。然后立足于此,具体探索了应当如何更好地解决物理受力体系分解相关问题。
  关键词:高中物理;受力体系分解;相关问题
  受力体系分解相关问题在高中物理中十分重要,但是其同时也是高中生容易感到困难的问题。针对于此,就有必要找出当前我国高中生在解决物理受力体系分解相关问题时的难点之所在,以便解决这些问题,从而帮助高中生更好地解决高中物理受力体系分解的相关问题。
  一、当前我国高中生解决物理受力体系分解相关问题时的难点
  (1)受力分析体系分解相关问题具有较强的综合性。高中物理受力体系分解相关问题的解决通常需要对多个、多种知识的综合性利用。例如,高中生在解决比较普通的受力体系分解问题时就需要综合考虑重力、电磁力、运动状态、加速度等多个方面的问题。这不仅对高中生有着较高的知识掌握要求,更有着较高的知识运用要求和思维要求。[2](2)高中物理受力体系分解相关问题解决过程比较复杂。高中物理受力体系分解相关问题的解决并非简单地找某一个力,而是需要标注出物体所受到所有力的相关示意图。其中的力,不能多,不能少,更不能错。这不但要求高中生能够较好地掌握分析问题中各个力的形成原因、三要素等具体情况,更要能够综合考虑所涉及到的各个知识板块。
  二、如何更好地解决高中物理受力体系分解的相关问题
  (1)熟练掌握高中物理受力体系分解相关基础知识。如前所述,高中生要想更好地解决高中物理受力体系分解相关问题,就要先熟练掌握高中物理受力体系分解相关基础知识。高中物理中对各个知识点、知识板块的安排主要是以概念的逻辑性为脉络,从而形成了一个比较严密准确且互相之间具有十分紧密联系的知识体系。高中生在學习这些知识点的时候,多是通过积累的方式逐渐将其集合起来,不太成体系,这样随着高中生所掌握知识的越来越多,其对过往所学知识的遗忘就会越来越频繁。因此高中生在学习高中物理受力体系分解相关基础知识的时候,就要特别注意对相关知识体系的构建。(2)解决高中物理受力体系分解相关问题的几种方法。总的来说,在解决高中物理受力体系分解时,可以运用基础顺序法、整体法与隔离法、假设法三种方法。其中整体法与隔离法是当前高中物理受力体系分解相关问题最为典型的解法,关于其的文章著述已不可胜数,因此此处主要介绍基础顺序法和假设法两种方法。其一,首先需要找到问题相关的研究对象,然后将其隔离出系统。一般来说,所选取的顺序都是受力少、运动清晰——受力复杂。其次就要将所要研究的受力的顺序确定下来,一般来说,其顺序为重力——弹力——摩擦力。需要注意的是,由于其中的弹力和摩擦力都属于接触力,而接触力通常都有接触点,在研究受力体系分解相关问题的时候,就要找到所研究对象的接触面。再次,高中生在解决受力体系分解相关问题的时候,常常会出现受力个数不准确这样的错误。针对于此,考虑到施力物体通常又为受力物体,高中生在分析的时候,就可以以施力物体和受力物体为切入点。最后,受力体系分解相关问题的解决不是盲目的,也不是单一性质的,其通常还需要考虑到物体运动性等方面的问题,这样才能准确地画出所研究对象的受力示意图。
  例:建筑工人运用建筑材料的定滑轮装置如图1所示。如果有一个重七十千克的工人站在地面上,通过定滑轮,以0.5m/s2的加速度,将重二十千克的建筑材料拉升,如果不考虑绳子、定滑轮的重量和定滑轮所受的摩擦力,则工人对地面的压力大小为(g=10m/s2)。
  解析:题目中南给出了人、建筑材料两个可以研究的对象,但是考虑到后者只有一个接触点,所受的力比较少,且有着比较清晰的运动,因此就可以其受力为切入点,其受力分析图如图一2。则通过计算可知,绳子对建筑材料的拉力为:F1=210N。然后分析人,其受力分析图如图一3,由题目条件可知,人处于静止状态,则可得F1+FN=Mg,则最终可解得FN=490N。
  其二,高中生在解决物理受力体系分解相关问题的时候,可能会遇到受力似乎有,又似乎没有的问题,很难直接对其进行判断。针对这一问题,高中生在解决的时候,就可以使用假设法,将清晰或矛盾的结论推导出来,然后就可以快速高效地解决问题。通常来说,所假设的都是该处存在或者不存在力的作用,然后将相应的运动状况推导出来,再依据问题中相关的要求,进行对比,看其是否符合。
  例:如图二所示,在光滑的地面和挡板之间放置一个质量分布均匀的小球,当小球静止的时候,其受力分析图为。
  解析:由问题中所给出的条件可以得知,小球有两个接触点,但是其到底有无作用力,则没有相关的表述。因此就需要运用假设法,假设小球不与地面接触,则小球不能静止,所谓地面F1必然存在。而如果小球受挡板力F2的作用,则其不能静止。因此题目中小球的正确受力分析图就应该为图六。
  三、结语
  高中物理受力体系分解基础知识的综合性、理解上的困难性和相关问题解答过程的复杂性,都使得高中生在解决相关问题时十分困难。针对于此,高中生就要打好基础,熟练掌握相关的基础知识,同时根据问题的具体情况选择合适的解题方法。(作者单位:浏阳市田家炳实验中学)
  参考文献
  [1]王尚. 高中与初中受力分析的区别[J].青春期健康, 2017(15):75-75.
  [2]武敬伟. “受力分析”教学难点成因及对策[J].中学物理, 2014, 32(3):40-41.
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