例析“三个分析”在高中物理综合题中的应用

【摘 要】高中物理中很多习题，都会牵扯到受力、运动以及能量转换的问题。由于这类题综合性很强，很多同学感到无处下手，解决这类问题。要想尽快找出解决这类问题的突破口，务必要做好三个分析，即受力分析、运动分析和做功分析。

【关键词】高中物理;综合题;三个分析;应用

【中图分类号】G633       【文献标识码】A

【文章編号】2095-3089（2019）22-0139-01

高中物理中很多习题，都会牵扯到受力、运动以及能量转换的问题。由于这类题综合性很强，很多同学感到无处下手，解决这类问题。要想尽快找出解决这类问题的突破口，务必要做好三个分析，即受力分析、运动分析和做功分析。

下面我们就来谈谈这三种分析的具体方法和步骤，以及在具体题目中的应用。

一、受力分析

受力分析是其他分析的基础，因此我们首先要进行受力分析。这就是需要熟悉掌握高中阶段学过的五种常见的性质力——重力（万有引力）、电场力、磁场力和弹力、摩擦力。要知道在地面附近的一切物体都受重力、天体之间分析万有引力，带电物体在电场中受电场力，通电导线或带电的运动物体在磁场中受磁场力，这三种属于场力。是在一定环境中受到的力。弹力是相互接触并发生弹性形变而产生的，摩擦力是相互接触发生挤压，有相对运动或相对运动的趋势时产生的力，这两个属于接触力。

受力分析的步骤是：（一）确定研究对象;（二）明确研究对象所处的环境，分析所受到的场力;（三）看研究对象与周围环境有哪些接触，在接触的地方一一去分析弹力和摩擦力;（四）结合研究对象的运动状态，看有无多分析或少分析力。

例如：（2015年福建高考）如图1绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，一质量为m，电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑，到达C点时离开MN做曲线运动，A、C两点间距离为h，重力加速度为g.

（1）求滑块运动到C点的速度大小。

（2）求滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做功。

对于此题我们先进行受力分析，把滑块作为研究对象。带正电的运动的滑块，在重力场电场和磁场的环境中，会受到三种场力。即重力、电场力和洛仑兹力。再看滑块与粗糙的墙壁接触并且下滑，可知道滑块受支持力和摩擦力，其受力分析如图2所示。

二、运动分析

由于力决定着运动的类型，在画出受力示意图后，可进行运动的分析。

（1）先找出有哪些是变力，变化的原因是什么，怎么变。

（2）再找出合力怎么变，方向如何，进一步得到加速度的方向和大小变化的情况。

（3）结合速度与加速度的方向关系，得到速度的变化情况。

例如上题中，F洛随速度变化而变化，在水平方向上，FN会随F洛的增大而减小，Ff会随FN的变小而变小，也就是说所受力中有三个变力。滑块从A到C的运动过程中，在水平方向上滑块处于平衡状态，因此，FN+F洛=F电，在竖直方向重力大于摩擦力，因此F合=mg-Ff=ma，合力向下，加速度向下，速度也向下，因此速度增加，F洛增大，FN减小，Ff也减小，合力变大，加速度变大，且与速度同向，因此速度也增大，滑块作加速度增加的加速运动。到达C点时离开MN说明FN=0，即F洛=F电，由此可求出运动到C点的速度，由qvB=Eq指出v=〖SX（〗E〖〗B〖SX）〗。

三、做功分析

做功分析的基础同样是受力分析，做功分析的具体内容有：（一）哪些力做功，哪些力不做功;（二）哪些力做正功，哪些力做负功;（三）哪些力是恒力做功，哪些力是变力做功。做功分析的目的是求总功，为进一步应用动能定理打下基础。

由上面的例题可看出，遇到求速度或求功的问题，我们先从受力分析入手，进一步分析运动和分析做功。当物体运动类型分析清楚后，就可求出某特殊位置的速度或运动过程中的最大速度或最大加速度。根据速度的变化，得出动能的变化，进一步求出某些变力的功。

再例如：如图3所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的A、C端连接一阻值为R的电阻，一根质量为m，长度为L的金属棒ab垂直导轨放置，导轨和金属棒的电阻不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，若用恒力下沿水平方向向右接金属棒使其运动，求金属棒的最大速度。

综上所述，在解决物理题时，尤其是牵扯到力、速度、功，这类问题时，首先要进行受力分析，进一步分析运动和做功，从而找到解题的突破口。现行高考非常重视物理学科的基础性考查，学生对物理定义、定理和规律一定要吃透，举一反三。学生只有学会了“三个分析”在综合题中的应用，才能保证在高考中，解决一些平时少见且灵活性很强的难题，从而在高考中，取得满意的物理成绩。

参考文献

[1]《高效课堂》（选修3-2人教版）甘肃少年儿童出版社，2013年8月第1版.

[2]《骄子之路》（高考总复习2017版）光明日报出版社，2017年1月第1版.

作者简介：薛利民（1972-6），男，汉，甘肃兰州，高中物理教师，研究方向：高中物理教育。