劉聯(lián)強

【摘要】本文從當下人教版高中教材當中力學部分知識的重難點出發(fā)，從分析物體受力狀況、牛頓運動定律、功與動率這三方面入手進行相關(guān)例題的分析，筆者希望謹以此文，給高中物理教育從業(yè)者提供一些有價值的幫助。

【關(guān)鍵詞】高中物理 力學 重難點

進行高中物理力學學習的目的是研究力和物體運動之間所產(chǎn)生的關(guān)系，當下，人教版高中物理教材將牛頓經(jīng)典力學作為學習的基礎(chǔ)。接下來，筆者針對高中物理力學的重點與難點開展逐一分析。

一、分析物體的受力狀況

在高中物理力學章節(jié)學習過程當中，往往需要針對物體開展受力分析，在分析過程當中，經(jīng)常需要將某一個物體從該系統(tǒng)中隔離出來，單獨分析該物體的受力狀況，并觀察該物體周邊被施加了何種力的作用。學生需要將全部力的意義畫在圖片之中，便于在解題的過程當中進行分析。此種方法名為隔離法，是在物理力學問題中分析物體受力狀況時所常用的一種辦法。需要注意的是，在使用隔離法回答相關(guān)的物理力學的問題時，不能增添、刪減實際存在的力，否則會給運算帶來誤差。一般來說，使用隔離法解決物理力學問題時，需要考慮到力應(yīng)從以下角度進行分析：首先是重力，接下來觀察與物理相連的裝置有無彈性，即判定彈力是否存在，最后再看物體是否與粗糙面接觸，并且觀察是否存在相對運動的趨勢，判定是否有摩擦力的存在。

例如，如圖1所示，在某水平面上放置一個重力為200N的木質(zhì)箱子，并且讓箱口朝下。在木質(zhì)箱子當中，裝置有一個固定在水平面上的輕質(zhì)彈簧，它的勁度系數(shù)k=2000牛/米。輕質(zhì)彈簧把重量為15N的木塊頂?shù)侥举|(zhì)箱子內(nèi)壁之中，即木塊與木箱之間相互接觸，在這個系統(tǒng)之中，彈簧長度被壓縮了0.02米，試分析木塊A受到了哪些方面的力？這些力的大小與方向分別是怎樣的？

分析：在解答這一個問題過程中，可以把木塊A進行隔離研究，從觀察中不難發(fā)現(xiàn)A受到的力有：重力G=15N；輕質(zhì)彈簧對它有豎直向上的彈力F=kx=40N；在箱子頂部內(nèi)壁對木塊施加了豎直向下的彈力N=F-G=25N；木塊沒有水平運動的趨勢，因此木塊A不會受到摩擦力的作用，因此木塊A的受力狀況如圖2所示。

在這個問題之中，需要注意的是如果木塊A的重量為40N，如果題中的其他條件沒有發(fā)生變化，則需要注意箱子頂部內(nèi)壁不會對木塊產(chǎn)生彈力作用，即木塊會與箱子內(nèi)壁接觸但不會進行擠壓。

二、牛頓經(jīng)典力學定律

牛頓的力學定律是人教版高中物理教材當中所有力學開展的基礎(chǔ)，所以物理教師在開展相關(guān)教學活動的過程當中，應(yīng)對該章節(jié)知識的學習表現(xiàn)出應(yīng)有的重視。

使用牛頓第二定律與運動學相關(guān)公式進行力學問題回答時，必須要對研究對象進行判定，之后再針對研究對象進行受力狀況與運動狀況的分析，才可以使用牛頓第二定律與相應(yīng)的運動學公式開展問題的解答。

例如，有一質(zhì)量為2KG的物體被靜止擺放在水平桌面當中，此時使用兩個和水平桌面相互垂直且平行的力F1與F2作用于該物體之上，已知有F1為3N，F(xiàn)2為4N，物體同水平桌面之間的滑動摩擦系數(shù)μ=0.2，G取10米/秒2，則在經(jīng)過該過程一秒以后，木塊在桌面上的運動速度與動量的大小分別是多少？

解析：將物體作為研究目標，該物體一共受到有5個力的作用，它們分別是重力G=mg=20N；水平桌面的支持力N=G=20N；垂直且平行的拉力F1與F2，F(xiàn)1為3N，F(xiàn)2為4N；最后就是摩擦力f=μN=4N，分析該物體所受外力的大小，在豎直方向當中，重力與支持力之間大小相等，方向相反，因此在水平方向上沒有加速度，則F1與F2之間的合力為F3，于是有F3=5N。分析可得該物體受到的和外力就是木塊在水平方向上的合力，即F合=1N。因此，木塊的加速度大小由F=ma即可求得a=0.5m/s2，在經(jīng)過第一秒時，木塊的速度由v=at即可求得為0.5米每秒；動量由公式P=mv即可求得P為1千克米每秒。

三、功與功率

在進行物體做功計算的過程當中，常用的公式為W=Fscosa，其中a代表了力F和產(chǎn)生位移方向的夾角。教師在進行教學的過程當中需要注意，功是標量，即功只有大小沒有方向，所謂的功的正負只是代表了功的輸入或者輸出而已。若作用力的方向與位移的方向相同的狀況下，功率的計算公式為P=Fv。

例如，如圖3所示，有一質(zhì)量是m的木塊以初速度v0由A點滑到一傾斜角度為ξ的固定斜塊，木塊再到達B點之后的速度降低為0，之后按照斜面原路返回，已知由A點到B點的長度為S，斜面對木塊產(chǎn)生的支持力為N，木塊所受到該斜面的摩擦力為f，求物體由A出發(fā)再返回到A的整個過程當中，重力、斜面對木塊的支持力、摩擦力分別都為木塊做了多少的功？

分析：重力做功不看過程只看最后位移，所以重力做功為0；又有支持力和同位移方向相互垂直，因此支持壓力也沒有對木塊做功；摩擦力做功為可以分為兩個步驟，即從A到B的過程當中，摩擦力對木塊的做功為w=fscos180=-fs；由B到A的過程當中，摩擦力做功為w=fscos180=-fs，因此摩擦力所做的總功為-2fs。

結(jié)束語：

筆者總結(jié)了在高中力學教學中常見的三個重難點知識，并闡述了相關(guān)的解題思路。不難發(fā)現(xiàn)，這些問題看似較為復(fù)雜，但是在經(jīng)過系統(tǒng)分析之后，其實都能夠很簡單地回答。因此，教師在開展力學教學的過程中，需要指導學生對這一類問題進行強化訓練，不斷提高學生的解題水平。

參考文獻：

[1]李環(huán)生.高中力學重點、難點分析[J].物理教師，2012，Z1：3-7.