高中物理中动态平衡问题解题方法

吴荣诚

摘要：动态平衡问题在高中物理课程中是重要的一课，也是每个高中生必须掌握的考试知识点。本文通过对高中物理动态平衡的问题进行了简单的分析后，介绍了动态平衡问题的两种解题方法：图解法和解析法，通过这两种方法加快动态平衡问题的解题速度，提高效率。

关键词：动态平衡；解析法；图解法

学生在处理动态平衡的问题中常常会出现误区，不能熟练掌握动态平衡的解题方法。动态平衡问题是高中物理课程中的一个难点，更是历届高考物理的热点问题。因此深入了解动态平衡问题解题方法，不仅能够帮助同学熟练掌握动态平衡问题，更能够在高考的时候，面对动态平衡问题可以活学活用。

一、高中物理动态平衡问题介绍

想要快速熟练地掌握动态平衡的解题方法，首先要了解什么是动态平衡。动态平衡实际上是指通过对物体某些物理量的控制，使物体进行运动，而运动过程中，物体始终保持着平衡状态，分析物体在运动过程中的平衡问题，即为动态平衡问题。动态平衡问题一直是高考的热门考点，各学校的物理老师也会在备考前夕，帮助同学复习理解动态平衡问题的解题方法，以江苏高考物理题为例，物体动态平衡问题中的临界值、极值、终极这个问题，一直都在高考的考察范围内。考验考生是否能够通过分析题中提供的对应信息，判断各种物理量在物体运动过程中的变化量和关系，最后建立对应的关系式，解出答案。历年来江苏省高考的物理考题，选择题中必有关于动态平衡的问题，要求学生对动态平衡问题熟练掌握，在高考卷中的比例也逐年增加，不仅要理解，更要熟练掌握动态平衡的解题方法，得出正确答案。动态平衡的解题方法有很多种，比如三角形图解法、相似三角形法、作辅助圆法、解析法等，文中讲所有解题方法总归为图解法和解析法两大类。

二、高中物理动态平衡问题的具体解题方法

1、解析法。解析法是解决高中物理动态平衡问题常用的解题手段。具体运用步骤为将分析对象的受力方向和受力大小通过受力图表示出来，进而分析对象的运动状态，通常是指分析对象受到拉力或者压力，根据分析对象位置的变化，用三角函数将各个方向的力表示出来，主要是将力与某一夹角的关系表示出来，从而根据表达式分析各个方向力大小随着夹角角度改变而发生的变化。例如，当一个与绳子相连的足球固定在墙上的O点，给足球一个向外的拉力时，连着足球的绳就会与墙面成一定角度，将足球被拉至的位置设为A点，所以这时足球受到的力为向外的拉力、延绳的拉力和重力。将绳与墙面的角度设为角a，这时就可以明确的画出足球A点的受力方向，并根据各受力方向与a角的位置关系，运用三角函数，将各个力的大小与角度的关系用公式表示出来。根据各个力对应的公式，可以明显的判断出，角度变化时，力的大小随之变化情况。例如，根据A点受到绳子向上的拉力可以表示为F=sinaFA，从上式可以看出，在45度的范围内，随着角度的增加，拉力随之增加，当角度大于45度时，随着角度的增加，拉力随之减小。从以上分析可以看出，解析法在物理动态问题的解决中起到一定的作用[1]。以江苏省高考为例，动态平衡问题一直是江苏省物理考试内容的重点，关于力的分析也是教学大纲中明确表示每位参考生必须掌握的重点。而解析法能准确的进行力的分析，总的来说，解析法是高中学生学好物理学科必须掌握的方法。

2、图解法。上述我们进行了解析法的讨论，解析法具有解题准确的优点，但是由于受力对象的受力情况有时会比较复杂，如果运用解析法进行求解，便会加大解题的难度。图解法作为高中物理动态平衡问题解决的又一重要方法，可以有效弥补解析法存在的弊端，直观简便的将受力对象的受力情况分析出来。该方法的具体步骤为，首先画出分析对象的受力图，根据力的方向和大小作出矢量三角形或者平行四边形，当某一各力发生变化时，四边形或者三角形的边长根据力的变化相应发生改变，这时就可以根据图形边长的改变，直观的分析出其他力的变化情况[2-3]。当物体在受到三个不同力作用时保持动态平衡，其中一个力大小方向不变、一个只是方向不变、一个大小方向同时发生变化。如果题目只要求研究力的大小变化时，可以优先考虑将三个力作成矢量三角形，根据物体动态平衡原理，此时三个力可以组成一个封闭的矢量三角形，而矢量三个边就代表三个力的大小和方向。在解决受力物体在同一状况下受到不同方向力作用时，比较哪种受力较小等问题有很大的实用性。

三、结语

通过对动态平衡问题的全面解析，將详细的解题方法进行介绍，解析法和图形法都对动态平衡问题做出了全面的解析，无论是利用图形还是通过条件分析，都能够快速熟练地解出答案。在遇到难以解析的物理问题时，应该多分析，多总结，才能在物理学习过程中取得更大的进步。

参考文献

[1] 王玉梅.中学物理物体动态平衡问题的常用解法[J].当代教育理论与实践，2011（06）：12-13.

[2] 李新纪.分析高中物理电场及静力问题解题的思路与方法[J].通讯世界，2017（04）：248-249.

[3] 吴春曜.应用弹簧弹性势能0位线的方法解题（高中物理此类问题新解法的探讨）[J].辽宁师院学报（自然科学版），1980（02）：67-71+38.endprint