[高中物理力学研究对象的四种类型] 高中物理力学题

　　【摘 要】研究对象的选择是力学的重要一步，熟练掌握对象的类别，并在学习中加以应用，能轻松突破力学的难点，对学好物理学科具有很大帮助。　　【关键词】研究对象 单体 整体 点模型 系统 综合运用
　　受力分析既是物理学习的重点，也是难点，掌握好受力分析的各个环节，能轻松突破力学学习。研究对象的具体确立是受力分析过程中的第一步，也是关键一步，熟练掌握研究对象的确立方法，将直接影响解题的方向，甚至起到事半功倍的奇效。
　　类型一：单体
　　以单一物体为研究对象，是最常见的一种，即是以某一个物体为研究对象，对其进行完整的受力分析。
　　例1.如图，足够长平木板B静止在光滑水平面上，其上放有小物块A，A、接触面粗糙，接触面间的动摩擦因数为u。
　　若对B施加水平恒外力F，A最终自B左端滑落，请求出B的加速度。（A的质量为m，B的质量为M）
　　分析：先以A为研究对象，对其受力分析
　　得：N1=mg f1=umg
　　再以B为研究对象，对其受力分析
　　得：F合=F-f1"=F-f1=Ma a=F-umg/M
　　类型二：整体
　　以两个以上的物体作为整体的研究对象，可以减少力学变量的个数，简化解题的步骤，但以整体为研究对象，需满足一定的条件，即各物体间相对静止或整体内各部分均处于平衡状态。
　　例2.如图，人的重力G1=600N，木块的重力G2=400N，各接触面间的动摩擦因数u=0.2，定滑轮固定，轻绳水平，人水平拉绳，人与木块一起向右匀速，求绳拉力T多大？
　　分析：以人、木整体为研究对象，对其受力分析
　　得：N2=G1+G2 f2=uN2 2T= f2 T=100N
　　本例若分别以人、木块单体为对象，求解过程不仅麻烦，还易出现错误。比如误以为人、木间为滑动摩擦；比如
　　误以为N2=G2等。
　　例3.如图，质量为M的斜面静止在水平粗糙地面上，质量为m的木块沿斜面匀速下滑，求地面对斜面摩擦力f和支持力N的大小。
　　分析：虽然有相对运动，因为是平衡状态，仍以M、m整体为研究对象，对其受力分析
　　得：f=0，N=（M+m）g，
　　这样肯定比以单体逐一研究简单些。
　　类型三：“点”模型
　　有些力学问题没有具体的研究对象，而是研究一个点（共点力作用线的交点）的受力。
　　例4.如图，物重G=60N，OA与竖直方向夹角为53°，求OA，OB，OC三根轻绳的张力T1，T2， T3的大小
　　分析：先研究物块得T3=60N，再以O点为研究对象且受力分析得：T2=T3tan53°=80N， T1=T3/cos53°=100N
　　类型四：系统
　　以系统为研究对象是指系统内有两个及以上的物体，而又不符合整体的条件。以系统为研究对象解决问题，时有奇效。
　　例5.如图（同例3图）质量为M的斜面静止在水平粗糙地面上，质量为m的木块沿斜面匀加速下滑，判断（1）地面对斜面摩擦力f的方向（2）支持力N与（M+m）g哪个大？
　　分析：以M、m系统为研究对象，对其受力分析。
　　因为系统内m部分不仅需要向左的合力，还需要向下的合力（失重），所以（1）静摩擦力f的方向向左。
　　（2）N比（M+m）g小。
　　当然，以上四种力学研究对象类型并不是孤立的，在很多问题中先后选择不同类型，可实现高效学习。
　　例6.如图，mA=mD=2m，mC=mB=m，地面光滑，另两面间最大静摩擦力均为umg，现用水平力使它们共同加速，求连接B、C间水平细绳的拉力T的最大值。
　　分析：水平力增大至一定值时，两面间将会出现相对运动，所以判定哪个面先发生了相对运动是解题的重点，选择恰当的研究对象至关重要。
　　先以D为研究对象且受力分析
　　得 F合=2ma=f2
　　再以BCD整体为对象且受力分析
　　得 F合=4ma=f1
　　所以：f1=2 f2 AB间先达到最大静摩擦力。
　　即f1=umg时，T最大。此时a=ug/4
　　最后以CD整体为对象且受力分析
　　得F合=3ma =3umg/4=T
　　总之，正确选择力学的研究对象，对问题的求解大有帮助。我们教师在教学中应教会学生灵活选择，这样既可以提高解题效率，又可以培养学生的思维能力，切实符合新课程的培养理念，打造高效课堂。

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