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教学案例——
专题复习之一:力和物体的平衡
浙江缙云中学 物理组 王日俊
高三物理总复习,分为二个阶段。第一阶段是全面的基础知识和技能的梳理和训练,化的时间比较长,是最重要的基础复习。第二阶段,是提高,是锦上添花,称为专题复习,针对某块重点内容,进行解题指导,强化训练。下面以“力和物体的平衡专题”为例,说说我们的做法。
力和物体的平衡,是力和运动关系的特殊问题,是一类常见的力学问题。我们以这类问题如何解决为主轴组织复习。以这类问题的解法为要领,课堂上结合典型问题来展示,课外再做针对性的训练加以巩固。这类问题的解法主要有这么几个要点:
1.整体法和隔离法
平衡问题是力学问题,力学问题的一个基本解法是整体法和隔离法的运用。整体法和隔离法如何取舍,我们的原则是:先整体,后隔离,能整体的不隔离。并且明确整体法的前提:两物体对地静止或作匀速直线运动,或两物体虽作加速运动但相对静止,即对有共同的加速度。这里要注意的是,整体法原则上可以用于各种情况,如两物体有相对运动,对地有不同的加速度,但我们不对学生作这样高的要求,紧扣考纲,减轻负担。
隔离可以是把整体按顺序一部分一部分加以分隔,也可以是整体的内外分隔。隔离法是一种思想方法,并不是要把物体实际地分开(有的物体实际没法分开),是思想上把各部分分开。隔离后,隔离的各部分就独立了,隔离的各部分各自有自己的质量、重力,隔离的各部分还会有力的作用,除此之外,应当没有什么联系了。
例1.如图所示,质量为M的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球。开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的二分之一,则在小球下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?
本题中木箱与小球有相对运动,不具有共同加速度,一般用隔离法来做。这里要注意的是,有很多同学隔而不离,即把小球隔离后,在分析木箱重力时又算上小球的重力。教师要强调指出,隔离后,是相对独立的,分析重力只能考虑自身质量引起的重力。虽然小球是在箱子中,但隔离后,就不能算到箱子中了。此外,本题还要结合牛顿第二运动定律和第一运动定律来做,就此告诉学生,到了复习的这一阶段,题目大都是综合了,用到的知识点一般都不会是单一的知识点。要有这样的思想准备,并且要把各个知识(概念规律公式)都记牢。
2.受力分析
解决力学问题,受力分析是入口,受力分析也是每个同学必须掌握的基本功。不会受力分析,就不会力学问题,也就不会物理。受力分析要注意二点:①先分析主动力,再分析被动力。力呢,也不要仅限于力学中的三种,要扩展到高中物理中的所有力。如电场力、磁场力(包括安培力、洛仑兹力)、分子力等。②注意倒推法的运用。这主要是针对被动力来说的。被动力,如摩擦力(特别是静摩擦力)、弹力,它们是由主动力、物体的运动状态决定的,随着物体运动状态、主动力的变化而变化。先要确定主动力和运动状态才能确定被动力。这就是倒推法。
例2.重力为G的物体A受到与竖直方向成α角的外力F后,静止在竖直墙面上,如图所示,试求墙对物体A的静摩擦力。
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