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浅谈动力学问题中加速度的分解策略

时间:2024-05-10

摘 要:应用牛顿定律解决动力学问题是整个高中物理的核心知识,也是每年高考的核心高频考点.如何在高考中恰当快速地解决这类问题是每位考生必须面对的问题.常规的解决方法是正交分解力而不分解加速度.这种方法因为格式固定学生容易掌握接受,但解方程不容易且花费时间长.如果是高考选择题列出方程不会解等于零.本文以历年的两个高考题为例,谈谈如何巧妙地根据力的独立性原理“按需分解”加速度来解决这类动力学问题,在高考中恰当应用可以达到事半功倍的效果.

关键词:力的独立性原理;分解加速度;按需分解

作者简介:陈红林(1985-),男,云南曲靖,本科学历,中学一级教师.

1 根据题目所求恰当地对加速度进行分解

物体在几个分力的共同作用下运动,如果题目要求其中的几个分力.根据力的独立性原理,此时我们不去沿合加速度方向正交分解力,换个角度去沿所求分力的方向分解加速度.这样一来列方程即可简单快速求解.

例1 如图1所示,一质量为m物体放置在倾角为θ的斜面上,斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为α.在物体始终相对于斜面静止的条件下,求物体所受到的摩擦力大小与弹力大小?

对比两种解析方法,不难发现解析二根据力的独立性原理巧妙分解加速度从而大大简化了数学运算,而解析一则需要一定的数学技巧.因此恰当的“按需分解”加速度是一种非常好的解决策略.所谓“按需分解”,就是把加速度分解到需要求解的分力方向上,这样列方程就可以直接把题目要求的分力简单的计算出来.这种分解策略大大减少了数学运算,节省了时间.高考中恰当灵活应用可以事半功倍.

2 应用实例

例2 (2013安徽理综.14)如图4所示,細线的一端系一质量为m的小球,另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端,细线与斜面平行.在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中,小球始终静止在斜面上,小球受到细线的拉力T、斜面的支持力为FN分别为(重力加速度为g)

3 结束语

通过以上两个历年的高考题不难看出,无论是直线运动还是曲线运动都可以“按需分解”加速度,从而大大降低计算难度.高考中如果考生学会转换思维换个角度用分解加速度的策略来解决这类动力学问题,这样就可以快速高效地解决问题.

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