物理力學問題的解題思路培養與訓練

力學是整個高中物理知識框架的基礎，同時也是高中物理學習的重中之重。它的意義不僅僅體現在高考中分值所占的比重較大（大約占物理部分的百分之四十左右），更重要的是，學生接觸物理正是從力學開始，學生學習物理的興趣和學好物理的良好習慣也是通過力學的學習而逐步培養起來的。因此，學好力學，對整個高中物理的學習來說意義重大。其實，要處理好力學問題，關鍵是要養成良好的分析問題的習慣和形成較好的解題思路。

一、快速而準確地選取研究對象

分析物理問題，首先必須確定研究對象，如果研究對象確定得不妥當或錯誤，那將增加分析問題的難度或使我們陷入困境，所以研究對象的選取對正確分析、解決物理問題是十分重要的，它是物理教學的重要環節之一。

例1：如圖所示，光滑水平面上放置質量分別為m和2m的A、B、C、D四個木塊，其中兩個質量為m的木塊間用可伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是μmg.現用水平拉力F拉其中一個質量為2m的D木塊，使四個木塊以同一加速度運動，則輕繩對m的最大拉力為

分析：要四個木塊相對靜止一起運動，顯然必須要保證A、C和B、D間的靜摩擦力不能超過其間的最大靜摩擦力。以A、B整體為研究對象，由于系統的加速度方向水平向右，故不難發現，B所受的靜摩擦力比A所受的靜摩擦力要大，所以要保證四個物體不發生相對滑動，臨界條件應該是B、D間的摩擦力取最大靜摩擦力 .以A、B、C整體為研究對象，由牛頓第二定律： ，再以A、C、整體為研究對象，得 ，故可以得到B選項是正確的。

點評：隔離法和整體法在具體的問題中應該靈活運用、交替使用，從題目的問題入手，深入分析，在平時練習中有意識的多進行一題多解的嘗試，轉換研究對象，再根據題目的特點總結方法、認真比對，從而積累經驗，提升能力，就能夠在遇到一些較為復雜的體系問題時，做到從容不迫，得心應手。

二、正確的對研究對象進行受力分析

受力分析就是把特定的物體即研究對象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出來，并畫出受力示意圖的過程，它是高中物理學習的一種基本技能，是研究物理問題的基礎。對它的考查，貫穿于整個高中物理，因此掌握受力分析的方法是學好高中物理的關鍵。

例2：如圖所示，將質量m=0.1kg的圓環套在固定的水平直桿上。環的直徑略大于桿的截面直徑，環與桿間動摩擦因數μ=0.8。對環施加一位于豎直平面內斜向上，與桿夾角θ=530的拉力F，使圓環以a=4.4m/s2的加速度沿桿運動，求F的大小。（取sin530=0.8，cos530=0.6，g=10m/s2）。

分析：以圓環為研究對象首先分析其受力，考慮到桿對圓環的作用力既有可能豎直向上也可能豎直向下，故應該分兩種情況討論：

（1）若桿對環的作用力垂直于桿向上，則圓環受力如圖，

（2）由牛頓第二定律：豎直方向上： ——①水平方向上： ——②又： ——③，解得：F=1N

（3）若桿對環的作用力垂直于桿向下，則圓環受力如圖，

（4）同理：在豎直方向上： ——④水平方向上： ——⑤又： ，解得：F=9N，所以：力F的大小為1N或9N

點評：受力分析是高中物理力學板塊的基礎，也是學好高中物理的必備技能。對研究對象所處的運動狀態的正確認識必須依靠科學的受力分析作為理論依據，不能想當然地進行盲目猜測，先入為主。在受力分析特別需要注意的是防止“漏力”或“添力”，方法是尋找各力的施力物體，若沒有施力物體，則該力一定不存在。特別要檢查一下分析的結果能否使研究對象處于題目所給的運動狀態。有時，在難以確定物體的某些受力情況時，可先根據（或確定）物理的運動狀態，再運用平衡條件或牛頓運動定律來判定。

三、分析研究對象的運動過程，選擇合適的物理過程進行研究

物理情景的分析并不是簡單的從已知推出未知，重要的是分析清楚物理事實，分析清楚物理過程，如果研究對象的運動過程分析透了，一切困難也就迎刃而解。運動過程的分析就是對運動物體的位置—時刻關系、位移—時間關系、速度—時間關系、加速度—時間關系等等問題的把握，畫好運動過程圖是其中很重要的一點，必要時也可借助于圖像分析。

一個較復雜的物理運動過程往往是由多個簡單的物理運動過程有機組合而成的，在物理解題時，通常將復雜的物理運動過程分解為多個較為簡單的物理過程，尋找到各個物理過程間物理量的聯系后，對每個過程運用相應的物理規律逐一解決，從而各個擊破；有時也可將多個物理運動過程按規律重新組合，使得題目變得更為簡單.因此解題時要認真分析物理運動過程，處理好整體與局部的關系。

例3：質量m=1.5kg的物塊（可視為質點）在水平恒力F作用下，從水平面上A點由靜止開始運動，運動一段距離撤去該力，物塊繼續滑行t=2.0s停在B點，已知A、B兩點間的距離x=5.0m，物塊與水平面間的動摩擦因數m=0.20，求恒力F多大。（g=10m/s2）

分析：物體的運動可以分成兩個階段：在力F作用下的勻加速直線運動和撤去力F后的勻減速直線運動，通常象這種多過程運動可以考慮設運動轉折點時的速度作為參量，通過這個速度聯系前后兩段運動，達到求解的目的。

解：設撤去拉力時，物體的速度為v，則撤去拉力后，物體做勻減速直線運動，由牛頓第二定律： ，又 ，所以： ，由運動學公式： ，且撤去拉力后物體的位移： ，撤去拉力前物體的位移： =1m，由： ，得： ，根據牛頓第二定律： ，解得：

點評：對物理過程和情景的分析是解決物理問題過程中很重要，也是很關鍵的一環。高中常遇到的物理情景有：單體單過程、單體多過程、多體單過程、多體多過程等等。要把握好一點——不管再復雜的情景，一定可以劃分為多個單體單過程處理。冷靜的把運動過程進行劃分，再通過尋找時間、位移關系，就一定能解決相關問題。對于物理過程較復雜的問題，分析時要善于畫出受力分析圖和運動路線圖，在受力圖旁邊標明v、a方向，便于建立清晰的物理圖景，有助于找出物理量間的正確關系以及解決的方法。

四、對相應的研究對象和研究過程正確地運用合適的物理規律列方程求解

力學中的物理規律包括：勻變速直線運動的規律、牛頓運動定律、動能定理、機械能守恒定律、能量守恒定律、動量定理、動量守恒定律。解題時需要根據題目所設定的情景或題目中所給的運動的條件靈活地選取相應的解題規律。

例4：如圖所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角θ=30°，皮帶在電動機的帶動下，始終保持v0=2m/s的速率運行.現把一質量為m=10kg的工件（可看為質點）輕輕放在皮帶的底端，經時間1.9s，工件被傳送到h=1.5m的高處，取g=10m/s2.