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平衡问题三法(李宁原创)

(2020-07-16 23:21:40)

透彻理解平衡和守恒思想后,具体解题主要使用3种方法:受力与运动的方法、做功与能量的方法、冲量与动量的方法。这三条主线是一个庞大的体系,光是公式就多达几十个,不单学习时难以记忆,解题时也容易混淆。为获得顺畅的思路,笔者删繁就简,整理成如下的方法组合框架图。

动力法

动力法的特征是涉及加速度,主要用于解决物体受力情况与物体运动状态的关系。已知受力求运动,先从力F代表的F0Fma写起,进而得出运动参数xvtθωt。已知运动求受力,则从xvtθωt代表的各种运动规律写起,从右向左反向得出物体所受的力F

功能法

功能法主要用于解决不涉及时间的情形。若不涉及时间,使用动能定理较为普遍。若不涉及时间又需研究能量,则优先使用E代表的能量关系,特别是能量守恒定律

冲动法

若涉及时间,冲动法中的动量定理可以简化计算。动量守恒定律是物理学史上最早发现的一条守恒定律,其适用范围比牛顿运动定律更广。面对多体问题,学生选择合适的系统并运用动量守恒定律来解决,往往更加便捷


当然,在应用上述三种方法时,学生一定要注意各个公式的适用范围,不能生搬硬套,例如动量守恒定律的应用前提需先考虑系统所受合外力是否为零。有些问题只需一个方法就能解决,也可能是多种方法联合求解,学生只有经过反复实践才能灵活选用。

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