【原】力學(xué)專(zhuān)題八大分析（三）過(guò)程分析

新用戶(hù)65120Joi 2022-06-20 發(fā)布于山西

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一.何為物理過(guò)程

以?xún)蓚€(gè)時(shí)刻（位置）為節(jié)點(diǎn)的時(shí)間（空間）就是過(guò)程。思考的角度不同，過(guò)程的劃分可能會(huì)有區(qū)別，仁者見(jiàn)仁、智者見(jiàn)智。時(shí)刻（位置）節(jié)點(diǎn)通常選擇轉(zhuǎn)折點(diǎn)或關(guān)鍵點(diǎn)。以歷史來(lái)類(lèi)比，比如西周、東周的劃分，是以周平王東遷洛邑這一事件為時(shí)刻節(jié)點(diǎn)的。

二.物理過(guò)程通常的劃分辦法

1.分段恒力直線運(yùn)動(dòng)中，常以合力變化點(diǎn)為時(shí)刻節(jié)點(diǎn)。合力不變，就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，即使是先勻減速后反向勻加速的勻變速直線運(yùn)動(dòng)也不例外，因?yàn)閯蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可以一用到底。單體多過(guò)程的勻變速直線運(yùn)動(dòng)以合力變化點(diǎn)為時(shí)刻節(jié)點(diǎn)列方程相對(duì)容易，多體多過(guò)程的問(wèn)題類(lèi)似處理。

2.變力直線運(yùn)動(dòng)。比如經(jīng)典的小球碰撞彈簧模型（簡(jiǎn)諧振動(dòng)模型），從受力角度來(lái)分析物理過(guò)程，以小球所受合力為零為時(shí)刻節(jié)點(diǎn)較好，能很好地分析小球的加速度、速度變化情況，對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程可以做出詳細(xì)的分析。

3.拋體運(yùn)動(dòng)。平拋、斜下拋、豎直下拋沒(méi)必要?jiǎng)澐质裁催^(guò)程了，拋開(kāi)之后速率一直增，軌跡也不會(huì)出現(xiàn)拐點(diǎn)之類(lèi)的點(diǎn)。豎直上拋屬于先勻減速后反向勻加速的勻變速運(yùn)動(dòng)，上段已述。斜上拋相對(duì)來(lái)說(shuō)還是有必要?jiǎng)澐忠幌碌?，以軌跡的最高點(diǎn)（拐點(diǎn)）為節(jié)點(diǎn)，前段減速，后段加速，前段逆向看和后段正向看都是平拋運(yùn)動(dòng)，可自然分解，簡(jiǎn)化運(yùn)算。

4.圓周運(yùn)動(dòng)。勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最對(duì)稱(chēng)的運(yùn)動(dòng)，就是考查湊合力的能力，沒(méi)必要?jiǎng)澐质裁催^(guò)程了。變速圓周運(yùn)動(dòng)，以速度最值為時(shí)刻節(jié)點(diǎn)劃分較好，能快速判斷切向力和速度的方向關(guān)系，為后續(xù)的切向力做功正負(fù)問(wèn)題打基礎(chǔ)。

5.人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)。圓軌道無(wú)必要。橢圓軌道以近地點(diǎn)、遠(yuǎn)地點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)較好，也是速度最值點(diǎn)。這樣劃分，萬(wàn)有引力做功正負(fù);動(dòng)能、引力勢(shì)能的變化趨勢(shì)相對(duì)就好分析。衛(wèi)星變軌問(wèn)題的節(jié)點(diǎn)當(dāng)然是變軌處了，速度的“突變點(diǎn)”，機(jī)械能的突變點(diǎn)。

6.板塊問(wèn)題。

2014年江蘇卷的這道神題值的每一個(gè)理科生細(xì)品。受力分析：有至難的動(dòng)靜摩擦混合分析；狀態(tài)分析：有整體相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，有A、B兩物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)折點(diǎn)；過(guò)程分析，每?jī)蓚€(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間可以看作一個(gè)過(guò)程，在過(guò)程內(nèi)，靜摩擦力發(fā)生量變，轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，靜摩擦力發(fā)生突變。

7.傳送帶問(wèn)題。對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)不太熟悉的學(xué)習(xí)者，建議以物體和傳送帶相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向變化點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，便于分析清楚物體對(duì)地位移和相對(duì)傳送帶的位移。對(duì)于能分析清楚相對(duì)運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)者，還是以物體所受摩擦力變化的點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)較好。

到此，估計(jì)讀者對(duì)如何劃分物理過(guò)程已有規(guī)律，有規(guī)律就有問(wèn)題了，能懷疑這些所謂的規(guī)律說(shuō)明您真正地開(kāi)始思考問(wèn)題了。上邊所舉事例，只是從受力和運(yùn)動(dòng)兩個(gè)角度去劃分物理過(guò)程，概括成一句話(huà)：就是找速度或合力的拐點(diǎn)。拐點(diǎn)處就是質(zhì)變處，過(guò)程中就是量變。若從功能角度去思考，這些所謂的過(guò)程很可能不值一提，一個(gè)功能關(guān)系就全部搞定了。又得感慨：和人生、狗生、豬生何其相似，不斷地積累，量變到一定程度就會(huì)質(zhì)變，質(zhì)量互變之中走完一生，從更宏觀的角度看：無(wú)非就是從生到死，由死入生。