求解牛顿第二定律问题4步曲

◇　浙江　苏　静

(作者单位：浙江金华第一中学)



求解牛顿第二定律问题4步曲

◇浙江苏静

牛顿第二定律的应用是高中物理的重要内容,如何进行高效的学习,是高中物理教师和学生都必须面对的问题.如果只是简单地罗列一些物理试题进行讲解,不能达到教师的预期的教学效果,同时也让学生感觉物理试题的解题过程没有章法,老师讲得辛苦,学生学得效果也不理想.要提高学生的学习的效果,规范性特别重要.解决牛顿第二定律问题,学生要形成自己统一的方法,这种方法分以下几个步骤:第1步是找到谁是受力分析的主体;第2步是正确画出受力图,画受力图的时候受力一个也不能少,画受力图要按照“一重、二弹、三摩擦、然后就是其他(包括安培力、洛伦兹力等)”的顺序来完成;第3步是建立坐标系,以速度或加速度方向为x轴,与其垂直的方向为y轴,在坐标系基础上列出方程;第4步求得结论．本文探究解决牛顿第二定律问题的一般步骤,从简单到复杂、从特殊到一般、从光滑的水平面到粗糙的斜面,解题思路和要求一直不变,就是上面讲的解题4步曲,重点在于学生做题的操作性和规范性．

图1

例1如图1所示,物块处于光滑水平面上,物块的质量为1

kg

,用水平拉力F作用在物块上,拉力大小为5

N

,重力加速度g取10

m

·

s

-2

.

(1) 画出物块的受力分析图.

(2)求出物块的加速度大小和方向.

图2

对例1进行简单改编,就可以加大物理试题的难度,题目如例2．

(1) 画出物块的受力分析图.

(2) 求出物块的加速度大小和方向.

图3

把拉力改为同等重力的重物,就可以加深对牛顿第二定律的同体性的理解,题目如例3．

图4

(1) 画出物块的受力分析图.

(2) 求出物块的加速度大小和方向.

图5

(2) 设重为F的物体的质量为m, 则

由上面2式求解可得物块加速度大小

加速度方向水平向右.

对例3再进行改编,又可以加大物理试题的难度,题目如例4．

(1) 画出物块的受力分析图.

(2) 求出物块的加速度大小和方向.

图6

Ff=μm0g=0.2×1×10N=2N.

由上面各式求解可得物块加速度大小

加速度方向水平向右.

把例4再改编, 水平面改为斜面,又可增加物理试题的难度,题目如例5．

图7

(1) 画出物块的受力分析图.

(2) 求出物块的加速度大小和方向.

图8

由上面各式求解可得物块加速度大小

物块加速度方向沿斜面向下.

做题的目的在于构建解题的一般方法和解题规范,明确运用牛顿第二定律解题的步骤.对情景比较复杂、综合能力要求较高的习题,求解时更应注意解题的规范性,这样才能以不变应万变,使分析过程简化,提高解题速度. 运用本文介绍的4步曲,可以使问题简化，在教学过程中教师要有意识地培养学生明确受力对象,正确画出受力分析图的能力,理解受力对象间的相互关系,提升学生思维能力和解题速度．

(作者单位：浙江金华第一中学)