高中物理物体平衡问题的动态分析学法指导.doc

用心爱心专心高中物理物体平衡问题的动态分析学法指导姜兵在物体平衡问题中，常常有由于某一个力（或两个力）变化，引起其他一些力变化的过程，这时必须用动态分析的方法，对过程中的变化进行分析、推理，找出它们的变化规律，转化成我们熟悉的问题以求得解答。物体平衡问题的动态分析通常有以下三种处理方法：一、极端法所谓极端法即依据题目所给出的具体条件，假设某种极端的物理现象或物理过程存在，并作出科学分析，从而给出判断或导出一般结论的解题方法。用数学语言来说即分析自变量定义域的端点处情况以作出判断。例1竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带有同种电荷，用指向墙面的水平推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙面和水平地面上，如下图所示。如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较（）A.推力F变大B.坚直墙面对小球A的弹力变大C.地面对小球B的支持力不变D.两个小球之间的距离变大【解析】对A、B由整体法知地面对小球B的支持力大小等于系统的重力，而推力F与墙面对A的支持力保持平衡。运用极端法，即考虑把B推到墙角时的状态，再隔离A，易知B对A的库仑力竖直向上即与A的重力平衡，可见此时支持力为零，故与原来的平衡状态相比较支持力变小，推力F将变小。在其他情况下库仑力需平衡A的重力和支持力，因此库仑力将减小，因其电荷量不变，故由库仑定律知两个小球之间的距离变大。需要说明的是并非任何问题都可用极端法求解，换句话说极端法的使用也是要讲条件的。极端法有时会结合极限法使用，即在区间的端点处求最值，这要求其函数呈单调变化。因此，对非单调变化的函数应慎用极端法。具体地说，当题目问及某力“先增大后减小”、“先减小后增大”时可能就无法使用极端法。二、解析法利用平衡条件F合=0写出力的函数式，然后进行讨论。此方法适用于需要定量计算的题目。例2如下图所示，一个重为G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为a。在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态，今使板与斜面的夹角β缓慢增大至水平，在这个过程中，球对挡板和球对斜面的压力大小如何变化？【解析】选球为研究对象，球受三个力作用，即重力G、斜面支持力、挡板支持力，受力分析如下图所示，由平衡条件可得x方向上①y方向上②联立①②式求解得讨论（1）对①当（）＜90°时，β↑→；②当（）＞90°时，β↑→（2）对：①当β＜90°时，β↑→sinβ↑→↓②当β＞90°时,β↑→sinβ↓→↑.综上所述：球对斜面的压力随β增大而减小。球对挡板的压力在β＜90°时，随β增大而减小；在β＞90°随β增大而增大；β=90°时，球对挡板的压力最小。