高中物理力学综合题解法探究

胡小飞

一、读清题意，构建物理情景。

解决物理问题，读题是第一步，尤其是力学综合题，一般描述过程都复杂，文字、物理量多，审题过程中，一定要耐心、仔细，首先要分清主次，抓住核心过程；然后理清头绪，找到各物理量、物理过程中联系。在这一过程中，建立起一幅比较清晰的关于所求问题的物理图景，对解题思维框架进行初步的构成。一般情况下，在高中物理力学综合题中，大多数的题目都会在题干中给出一些极为明显的已知条件，但也会将一些重要的解题信息隐藏在题干中，而这些所隐含的信息必定往往都是解题的关键部分，所以这需要学生在审题分析过程中认真、仔细地将隐含信息找出，进而为解题提供支持。

二、循序渐进，选取正确的方法。

对于力学綜合题，无外乎探究物体受力与运动、功、能之间联系。在探究过程中，首先要明确研究对象、然后进行受力分析、接下来以牛顿第二定律作为联系纽带找出各物理量关系；对于没有涉及加速度的，可以从功和能的观点联系各个物理量。在运用规律的过程中，要让学生熟悉，了解各种典型的物理模型，学会应用，从而达到事半功倍的效果。

例1 如图1所示，一质量为M、长为L的长方形木板B放在光滑的水平地面上，其右端放一质量为m的物体A，m

（1）若已知的初速度大小为ν₀，求它们最后的速度大小和方向，

（1）若初速度大小未知，求A向左运动到最远处离出发点的距离。

解析 （1）A刚好没有滑离B板，表示当A滑板到B板的最左端时，A、B具有相同的速度，设此速度为ν，经过时间t，A、B间的滑动摩擦力f，对A：

由几何关系有：

求得最后速度大小：

（2）对A，当向左减速为0时，向左运动距离最大，最大距离为：

例2 如图3所示，位于竖直平面内有1/4圆弧的光滑轨道，半径为R，OB沿竖直方向，圆弧轨道上端A点距地面高度为H，当把质量为m的钢球从A点静止释放，最后落在了水平地面的C点处。若本地的重力加速度为g，且不计空气阻力。试计算：

（1）钢球运动到B点的瞬间受到的支持力多大？

（2）钢球落地点C距B点的水平距离，s为多少？

解析 此题的物理情景比较明朗，钢球从光环圆弧A下滑到落到C点可分成两个我们熟悉的过程：（1）光滑1/4圆弧内的圆周运动，（2）B-C过程的平拋运动；首先，以钢球为研究对象，沿圆弧从A到B过程中受竖直向下的重力和时刻垂直于圆弧面的支持力，考虑到支持力方向时刻在变，该过程很难运用牛顿第二定律；但应该注意到，虽然支持力是变力，然而由于其时刻垂直于运动方向，整个过程中支持力不做功，也就是只有重力做功。

例3 静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连，如图4所示，轻绳长L=1m，承受的最大拉力为8N，A的质量m₁=2kg，B的质量m₂=8kg，A、B与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，现用一逐渐增大的水平力F作用在B上，使A、B向右运动，当F增大到某一值时，轻绳刚好被拉断（g=10m/s²）。

（1）求绳刚被拉断时F的大小；

（2）若绳刚被拉断时，A、B的速度为2m/s，保持此时的F大小不变，当A静止时，A、B间的距离为多少？

例4 如图5所示，定滑轮到滑块的高度为h，已知细绳的拉力为F（恒定），滑块沿水平面由A点前进s至B点，滑块在初、末位置时细绳与水平方向的夹角分别为α和β，求滑块由A点运动到B点过程中，绳的拉力对滑块所做的功。

解析 设绳对物体的拉力为T，显然人对绳的拉力F等于T。T在对物体做功的过程中大小虽然不变，但其方向时刻在变，因此该问题是变力做功的问题。但是在滑轮的质量以及滑轮与绳间摩擦不计的情况下，人对绳做的功等于绳拉力对物体做的功，而拉力F的大小和方向都不变，所以F做的功可以用公式W=Fscosα直接计算。在绳与水平面的夹角由α变到β过程中，拉力F作用点位移大小：