浅谈物理研究对象的选取

山东省寿光市第五中学 张德新 王 虹

研究对象的选取恰当与否是正确分析和顺利解决物理问题的必要条件和关键环节之一。正确分析、解决物理问题，首先必须确定研究对象，如果研究对象确定得不合理或错误，必将增加分析物理问题的难度，或使问题的解决陷入困境，甚至是绝境，所以研究对象的选取正确与否、是否合理恰当，将直接影响到正确分析、解决物理问题的难易度和成败。

例题1：如图1所示，站在汽车上的人用手推车的力为F，脚对车向后的静摩擦力为Ff，下列说法正确的是（ ）

图1

A．当汽车匀速运动时，F和Ff对车做功的代数和为零

B．当汽车加速运动时，F和Ff对车做功的代数和为正功

C．当汽车减速运动时，F和Ff对车做功的代数和为正功

D．不管汽车做何种运动，F和Ff的总功和总功率都为零

【分析与解答】如果以人为研究对象：

A．当汽车做匀速直线运动时，车对人的推力和摩擦力的大小相等，人对车的推力做正功，脚对车的摩擦力做负功，做功的代数和为0。故A正确。

B．当汽车加速运动时，车对人的摩擦力大于车对人的推力，则人对车推力所做的正功小于脚对车摩擦力做的负功，做功的代数和为负功，故B错误。

C．当汽车减速运动时，车对人的摩擦力小于车对人的推力，则人对车推力所做的正功大于脚对车摩擦力做的负功，做功的代数和为正功。故C正确。

D．只有汽车做匀速运动时，F和Ff总功才为零。故D错误。

故选AC。

如果此题转换为以车为研究对象，学生只对车进行研究，即使绞尽脑汁，苦思冥想，也无济于事，最终无法判断。

由此可见，研究对象的选择正确与否，直接决定着分析、解决物理问题的成败。

例题2：（2016·天津高考）我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车，如图2。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比，某列动车组由8节车厢组成，其中第1和5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组（ ）

图2

A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反

B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2

C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比

D．若改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度变为原来的2倍。

【分析与解答】

动车启动时，乘客随车厢加速运动，加速度方向与车的运动方向相同，故乘客受到车厢的作用力方向与车运动方向相同，选项A错误；动车组运动的加速度以第 6、7、8 节车厢为整体则有F5、6-3kmg=3ma，解得F5、6=0.75F；以第 7、8 节车厢为整体有F6、7=2ma+2kmg=0.5F；故第5、6节车厢与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2，选项B正确；在动车关闭发动机停止过程中，根据动能定理有解得可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时速度的平方成正比，选项C错误；8节车厢有2节为动车时的最大速度为若8节车厢有4节为动车时的最大速度为选项D正确。

此题B选项，如果求第5、6节车厢间的作用力，单独将第5或者第6节车厢作为研究对象受力分析很难求出；若想求出，需要分别对第7和第8节车厢作为研究对象进行受力分析列方程求解，或者对第7和第8车厢作为整体进行受力分析，均不如把第6、7、8三节车厢作为整体研究简洁方便。同理，求第6、7节车厢间的作用力，单独将第6或者第7节车厢作为研究对象受力分析也很难求出。

所以，在解决物理问题时，研究对象选择正确，往往柳暗花明。到底要选择一个物体为研究对象，还是多个物体为研究对象，到底选取哪一个物体为研究对象，孰优孰劣，孰简孰繁，要根据实际情况，具体问题具体分析，不管怎样选取，都应本着简洁方便的原则，怎样有利于问题的解决，就怎样选取，只有灵活地选取研究对象，才能起到事半功倍的效用。

参考文献

［1］张泉.世纪金榜高中全程复习方略课时作业本（物理）［M］.延边:延边大学出版社，2018.

［2］周久璘.如何选取研究对象［J］.中学物理教学参考，1994（08）.