浅析整体法在高中物理力学解题中的应用

2018-12-06 11:33杨逸凡
商品与质量 2018年42期
关键词:木块斜面力学

杨逸凡

辽宁省实验中学 辽宁沈阳 110000

力学是高中物理知识体系中非常重要的分支,基于高中物理力学知识的抽象性和复杂性特征,使我们高中生在学习力学知识的过程中,很容易受到一些外部因素的影响,导致物理力学部分的学习效果并不理想。在高中物理知识的学习过程中,由于物理与人们的日常生活联系非常紧密,所以,我们可以通过对生活中某些现象进行物理知识方面的分析,以实现理论与实践的巧妙融合,加深对力学相关知识的理解。在对力学相关题目进行解答时,需要对题目中的已知条件进行分析,并善于发现题目中的隐藏条件,进而完成对物体受力的科学分析。

1 整体法在高中物理力学解题中的重要性分析

对于高中生而言,由于物理知识体系所涉及内容较多,在学习过程中存在一定的困难,所以,学生们在学习过程中难免会遇到一系列的困难。这些难点不仅会影响我们的学习效率,甚至还会打击我们对物理学习的积极性。针对这一问题,为了促使高中生的物理知识学习水平能够得到有效提升,则需要结合当前高中生物理学习的实际情况,及时采取具有针对性的方式、方法,才能够帮助高中生树立良好的解题思路,形成科学的物理综合素养。

整体法是一种特殊的解题思想,与一般的受力分析相比具有明显的优势,在整体法的实际应用过程当中,并不会对每一个力的作用都详细分析,而是基于对物体受力的整体性分析,将多元化的受力特点进行简化。通过整体法在其中科学合理的利用,不仅能够避免由于复杂受力关系导致的分析难度增加,而且还能够对问题的主要内容进行有效把握。通过这种方式,可以实现对各种复杂题目的简化处理,这更有利于促使高中生物理力学解题效率的提升[1]。

力学知识在高中物理知识体系中所占比重较大,同时也是物理考试中的重点内容。在针对力学知识进行分析时,其主要对目标物体的实际受力情况进行深入研究。虽然,物理知识与人们的日常生活具有密切联系,但是,力是看不见也摸不到的,所以我们在对力学相关问题进行解答的过程中,可以借助习惯性的解题思路,将物体的受力情况全部标记出来,尽可能避免出现遗漏的现象,保证标注的力具有准确性、有效性和完整性。

整体法在高中物理力学解题中的科学、合理利用,不仅能够对整个物体的受力分析过程进行简化处理,而且还能够将所有的影响因素条件全部融入到一个系统当中,这样做的根本目的是为了能够避免一些过程力对我们分析的影响,从而大大减少物体受力分析的复杂程度,继而从宏观的角度出发,实现对各种力学问题的思考和解答[2]。

2 整体法在高中物理力学解题中的实际应用

为了将该方法的作用和价值充分体现在高中物理力学解题当中,就需要结合实际案例对整体法的应用进行分析。

例1已知一质量为M的斜面体,被放置在水平表面上,通过对斜面体的表面状态进行观察可以得出,斜面体的表面具有一定的光滑性特征。同时,其斜面体的倾斜角是θ,在这一基础上,将质量是m的木块直接放置到斜面上。放置完成之后,木块会不断加速下滑,在整个下滑过程中,斜面体所需要承受的静摩擦力是多少?同时地面给予的支持力又是多少?

分析:在针对这一问题进行解答时,由于这些问题是在高中物理力学学习过程中比较常见的一些问题,所以在解答时,学生可以利用自己的惯性思维来进行思考和分析。

首先,需要对题目当中的已知条件进行分析;对题目进行仔细阅读之后可以发现,斜面体的斜面具有光滑的特征,这也就表明木块在滑动的过程中不会受到摩擦力的影响,在其中只需要对重力做功情况进行考虑即可。

其次,斜面体本身的倾斜角度已经得知是θ,所以在这种状态下,小木块的整个下滑加速度a可以从中得出a=gsinθ,在该公式当中,g其实表示的就是重力加速度。由于该速度的整个行驶方向与斜面之间能够形成一定的平行状态,也就是方向是向下的。所以在针对这类问题进行具体处理和解答的时候,学生们可以对现有的所有力进行详细分析[3]。

最后,在针对不同力进行分析时,会涉及到小木块对斜面造成的压力影响,同时还会得出斜面对木块产生的支持力等。如果是利用这种方式来进行该题目的解答,那么势必会导致整个解题流程复杂化。

针对这一问题,应用整体法将木块和斜面看作是一个有机整体,将两者相互之间的压力、支持力等力的问题忽略。只是单纯的从题目当中的静摩擦力以及地面支持力这两个角度出发,就可以实现对该问题详细的计算和分析。

通过对受力情况进行仔细分析之后,可以根据已知条件,实现对该问题科学合理的解答,并且能够保证解答结果具有真实性和有效性。在求取斜面受到静摩擦力的时候,可以通过对斜面体受到的合力大小、木块加速度大小等因素进行综合分析和研究,同时,与牛顿第二定律F=ma进行结合。基于这一点,在其中逐渐引入三角函数关系。通过这种方式可以得出以下关系式:Fx=macosθ=mgsinθcosθ。在针对该关系式进行具体分析以及最终的简化处理之后,可以得出最终关系式N=(M=m)g-mgsin2θ。

在高中物理力学解题过程中,可以将整体法进行科学合理的应用,进而发挥出整体法在实际解题过程中的作用和价值。同时,该方法在力学解题中的应用能够实现降低题目难度的作用,以一种简化的方式将题目呈现出来。这样不仅能够为学生们提供良好的解题思路,还能够提高解题效率和质量。但是,这里需要注意的一点就是,整体法并不适合所有的力学题目,力学问题还是需要结合实际题目类型,进而选择与之相适应的解题方法。

3 结语

在高中物理力学解题过程中,将整体法科学合理的应用其中,有利于实现解题效率和质量的有效提升。整体法是将关系密切的物体暂时看作一个整体,这样有利于减少高中生的思考时间,简化对问题的分析难度,促使学生们的解题效率和质量能够得到一定程度的提升。

猜你喜欢
木块斜面力学
弟子规·余力学文(十)
巧用“相对”求解光滑斜面体问题
对一个平抛与斜面结合问题的探析
弟子规·余力学文(六)
弟子规·余力学文(四)
怎样数出小木块的个数
例谈求解平抛与斜面问题的方法
力学 等
《机械能及其守恒定律》错题典析
错在哪里