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高中物理题:受力分析中的主被动解析

2016-08-04 13:09

来源:

编辑:新东方小编

  

  知识点解析:

  高中物理研究的课题归根结底不过是力和运动的关系。 所以受力分析成为所有习题解题的开端。 受力分析的正确保证了后续运动过程的判断, 那么力又该如何分析呢?

  古人云: 物有本末,事有终始。知所先后,则尽道矣。力有没有先后呢?我们来看看高中学习的几种力: 重力, 弹力, 压力, 浮力, 摩擦力,电场力, 磁场力...

  1类: 存在即受力,不需要施力物体接触受力物体。

  重力:有质量的物体在地球上就会受到万有引力吸引,故而受到重力。

  电场力:带电粒子在电场中即会受到电场力的作用。

  磁场力:运动的带电粒子, 电流,在磁场中就会受到力的作用

  2类: 有原因才会被动抵抗,而且施力和受力物体必须接触。

  弹力: 弹力是物体发生弹性形变后, 恢复形变而产生的力。 压力和支持力都属于弹力的一种。 那么弹性形变因何而生呢? 这就是弹力的源头了。 例如, 物体受重力而有向下的趋势, 遇到桌面阻挡而发生挤压, 物体形变后产生向下的压力, 桌面形变产生向上的支持力, 而是物体相互挤压的力, 即为此作用力的源头。

  摩擦力:有相对运动或相对运动趋势时, 在μ和正压力的共同作用下, 有摩擦力的产生。 摩擦力阻止相对运动或相对运动趋势, 但相对运动和相对运动的趋势是谁带来的呢?我们可以把它看作摩擦力的源头。

  浮力:阿基米德定律告诉了我们, 浮力等于排开液体的重力。 那么是谁让物体排开了液体呢, 是谁让物体置身于液体之中, 这就是浮力的源头了。

  那么, 所有的力都可简单看作先有第一类的主动力, 后有被动抵抗的力, 这就是力中的始终和本末。沿着这根主线,力就一目了然了。当然, 主动力除这些自然产生的力外还有人为主动施加的力,这种主动力题目会明确给出。

  沿着这条主线, 我们看下2016年高考理综I卷中静态受力分析的题目

  19.如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则

  A.绳OO'的张力也在一定范围内变化

  B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化

  C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化

  D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化

  源头的力自然是主动力: 目前有三:

  1)b物块的重力,

  2)b物块所受拉力a,

  3)a物块的重力。

  从b物块分析:

  1)a 物块的重力大小,方向均恒定

  2)右侧拉力F 题目给出大小有变化, 方向无变化。

  此外接触物体有左侧绳上拉力, 支持力和摩擦力, 这些力一起平衡。

  从b无法找出绳上拉力的明显源头, 所以搁置,去分析物体a。

  从a物块分析:

  1) a物块的重力大小,方向均恒定

  2) a的重力使a拉绳子, 绳子上拉力最终和a平衡。 主被动在这里。 绳上的拉力由其产生的源头b的重力决定。

  后经滑轮, 同一绳上拉力大小处处不变, 而所有物体静止, 滑轮两侧绳上拉力的方向不会改变, 即拉OO'的角度不变, OO'上被动产生的拉力自然也不会变。

  退回b的分析: 重力和左右两端的力都已明晰, 被动产生的支持力和摩擦力也就明白了。

  答案BD正确。

  力的影响有先后始终, 从源头分析即能一环套出一环, 而丢弃了力的始终, 凭空去想象某一个力的有无, 是受力分析失败的常见原因, 各位学生看一下自己出错的题目, 是否出现了凭空想象了某个力呢?

  此章节仍然留了一个尾巴, 目前研究的都是静态的受力分析, 所谓动态, 不过是又增加了受力的源头, 增加了什么呢? 大家可以自己想一想。

作者简介

  优名师:李媛琰

  教育背景: 山西大学 理论物理学

  教授课程: 初高中物理

  其他: 基础知识扎实、逻辑思维严密,善于因材施教,跟踪学生思路,发现学生思维断点并加以补足。 教学特点深入浅出, 化繁为简, 注重物理思维模式的建立, 帮助孩子建立物理学习的信心,养成严谨的思维习惯。

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