评析重力与弹力大小的策略

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  力是对运动最高度的概括,也是研究运动最佳的角度.在高中物理学习中,受力分析是一个基本功,也是学习物理的第一道门槛.有部分学生,常把弹力或拉力与重力的大小关系搞错了.这些学生在处理受力分析的时候,存在思维定势,本质原因是没有掌握正确受力分析的方法.
  图1图2例1斜面固定于水平地面上,斜面的上表面光滑,如图1,物块在沿斜面向上的力F作用下处于静止;如图2,物块在水平向右的力F作用下处于静止.求两种情况弹力与重力的大小关系.
  图3图4分析:不少基础比较差的学生,顽固地觉得斜面上的问题,重力都要比拉力和弹力大.原因在于,学生碰到的很多题目,确实重力相对比较大.我们需要用逻辑破除学生的这种可怕的思维定势.两种情况下物块都受力平衡,可以理解为任何方向物体受力都平衡,图1的受力如图3,采用正交分解法,考虑N1方向受力平衡,有:N1=mg·cosθ,即N1mg.所以不见得重力就一定大.从例1中可以发现,物体的受力结构不同,看似相同的力,其实是不一样的.所以凭感觉给出答案是极其危险的,掌握分析的方法才是王道.
  图5图6例2斜面的上表面光滑,如图5,斜面静止在水平地面上,物块沿斜面加速下滑;如图6,物块相对斜面静止,物块和斜面一起沿水平地面向左加速运动.求两种情况弹力与重力的大小关系.
  分析:两种情况物块的受力结构是一样的,我们来看看两个弹力是否一样.图5的受力如图7,加速度沿斜面向下,应用“在垂直加速度的方向上物体受力平衡”的方法,则在弹力N3方向受力平衡,有:N3=mg·cosθ;即N3
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