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高中物理《力的分解》的处理方法

时间:2022-03-06 10:09:04  浏览次数:

摘 要:《力的分解》是高中物理学习中的难点章节内容,在笔者的学习过程,深感力的分解问题之难,在做题时,时常出现错误,要解决这个问题,需要详细掌握关于力的分解的相关概念,通过习题、课堂来夯实基础,做到活学活用,本文以笔者的学习经验为基础,探讨《力的分解》问题的处理和学习方法。

关键词:高中物理 《力的分解》 难点 处理方法

相较于初中物理,高中物理涉及的概念和知识点更加抽象复杂,学习起来的难度也偏高,在高中物理学科中,由力学、电磁学、光学、气体与热学、原子物理初步等内容组成,其中,力学是我们学习其他内容的基础。在高考物理中,力学知识常常与其他知识点交叉出现,在力学知识点的学习中,《力的分解》是一个重要章节,也是力学学习的难点。

一、力的分解简介

所谓力的分解,是将一个力分解为等效的两个,或者两个以上的力,力的分解需要遵循平行四边形法则,在没有其他限定因素的影响下,对一个特定的力来开展分解,能得到很多分解结果,因此,在力的分解问题中,常常会有其他的附加条件。力的分解、合成具有相对性的特征,力的分解其本质上是力的合成逆向运算,一般情况下,应用平行四边形法则,能够帮助我们解决大多数的力的分解问题。如果一个受力体系中存在多个力,那么就需要应用到正交分解法,先对整个受力体系进行分析,找出力之间的共同作用点,建立出直角坐标系,并在坐标系中进行分解,根据问题来得出具体的结果。在高中物理学科中,我们面对的大部分力学问题都是简单的受力问题。[1]

在力的分解知识点中,很容易与另外一个知识点混淆,即——速度分解,对于速度分解的问题,也需要采用平行四边形法则来解决。对于力的分解与速度分解问题,我们要注意区分,避免将力的作用效果、合运动效果混为一谈,意识到速度分解的相对性问题,避免发生运算上的错误。[2]

二、高中物理《力的分解》的主要知识点

《力的分解》这一章涉及多个知识点,在学习活动中,我们需要紧跟老师的授课步伐,掌握以下几个重点知识点内容:

1.平行四边形定则的使用

平行四边形定则是矢量合成、分解需要遵循的一项重要法则,利用平行四边形定则,能把力的分解简化为我们在数学学习中常见的对角线、邻边问题,再利用数学定理来进行矢量运算,简化力的分解过程。

2.复杂运动的分解

在高中物理力学问题时,有的运动过程看似复杂,需要我们层层分解,简化问题的难度。以常见的平抛运动为例,对于平抛运动,可以将其分解为“竖直方向的自由落体运动”与“水平方向的匀速直线运动”。这样,即可将复杂的运动分解为两个分运动,再分别处理即可顺利解决问题。

三、高中物理《力的分解》的处理方法

1.根据实际分析受力情况

要顺利完成力的分解,要做到具体情况、具体对待,对物体的受力分析需要以实际受力情况为出发点,在受力分析中,最关键的就是判断力的方向。如果知道分力的大小和方向,即可通过平行四边形定则来计算。在刚刚学习力的分解问题时,我不知道从何下手,看待题目时,虽然感觉题目十分熟悉,但是一涉及受力分解,便抓耳挠腮,经过一段时间的练习后,我明白,虽然受力分解问题较难,但是却有一定的规律可以遵循,对于不同类型的题目,适合的力的分解方式也不同,要做到具体情况、具体对待,在不同情况下,物体受力状态是不同的,如果忽视受力状态,那么就无法准确判断出力的大小与方向。

以上图的受力分析为例,一个质量为m的小球,放置在运动小车的杆上,小车做向右加速运动,如果车上小球处于静止状态,那个小球受到的合力是0。在受力分析时,既要考虑小球的状态,还要分析整个系统的运动状态,在水平方向,小球与车的运动方向是相同,如果忽视了杆对小球所做的水平分力,那么必然会出错。在遇到问题时,不要急于下手,先通读一遍题目和问题,看看题目中力对物体的作用会产生什么样的結果,是物体处于平衡状态,还是沿着力的方向运动?不管是哪一种情况,有一个力是恒久不变的,也就是重力,然后再结合题目和给出的插图来判断受力情况,得出正解。

2.合理应用正交分解法

正交分解法多应用于难度较高的力学分解问题中,正交分解法对我们各项能力的要求均非常高,在平时的学习中,要多学、多练,通过练习来掌握正交分解法的正确使用方式。在应用该种分解方式时,要先根据具体情况构建坐标系,坐标系的建立要讲求技巧,选择力共同作用点来建立,画出X轴与Y轴,减少计算量,将整个体系中对应的力沿X轴与Y轴分解,计算出方向和大小。

以图2的受力分析为例,在F的作用下,OA与OB都出现了形变-伸长,说明F产生的作用力方向,在解答时,我们即可以O作为力的共同作用点,再沿OA、OB方向作出拉力F1和F2(如图3),以此来替代F,那么受力情况就一目了然了。

3.构建力学知识模型

要解决力的分解问题,既要打好基础,也要学会力学知识模型的构建,力学知识模型的构建是一个抽象化的内容,通过模型,能帮助我们找出题目中的重点因素,简化力的分解难度。力学知识模型适合应用在各种运动状态下,匀速直线运动、平衡运动、匀速圆周运动、变速直线运动等情况下,都可以应用力学模型来解决问题。在物理学习中,我们要摸清具体的物理规律。对于部分难度较高的力的分解问题,在解题时,可以画出具体图像,进行详细的受力分析,考虑到内部与外部因素,找出物体运动体系的规律,通过对图像的分析,能够让我们一目了然的看到物体受力情况,从而找到问题的解决方法。

如,对于图4小球的受力分析,小球在力的作用下,处于静止状态,为了分析出具体受力情况,在画出具体图像后,便能够明确各个力之间的联系,根据题目中的数据,即可获得正确答案。

结语

《力的分解》是物理学习难点,要解决这个问题,我们需要学会具体问题、具体对待,在反复练习、总结、巩固中提升自我。

参考文献

[1]李正阳.力的分解的几种处理方法[J].农家参谋.2017(21).

[2]姚黎豪.关于力的分解与速度分解的比较[J].农家参谋.2017(21).

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