探究物理研究方法辨析力与运动关系

力和运动的基础知识在现实生活、社会经济和科技中有着广泛的应用。机械运动、力的种类及力与运动的关系联系非常密切，要正确分析力与运动的关系，必须掌握科学的物理研究方法和正确的解题思路。下面，笔者和同学们谈谈在中考试题中常见的物理研究方法，供同学们在学习中借鉴。

一、概念辨析法

例1茶杯静止在水平桌面上，以下属于一对平衡力的是（）

A．茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力

B．茶杯受到的重力与桌面对茶杯的支持力

C．茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力

D．茶杯受到的重力与桌子受到的重力

解析选项A中茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力分别作用在茶杯和桌面上，不是同一物体受到的力，不是平衡力；选项C中的两个力是相互作用的力，也不是平衡力；选项D中是两个物体受到的重力，不是平衡力；只有选项B中茶杯的重力和桌面对茶杯的支持力符合平衡力的条件，是平衡力。

答案B

点评同学们必须清楚平衡力和相互作用力的概念及区别，判断两个力是不是平衡力，一般方法是：先判断题中给出的两个力是否作用在同一物体上，然后再根据二力平衡的条件或根据物体所处的状态判定这两个力是否平衡。

二、理想实验法

例2如图所示是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有：

①减小第二个斜面的倾角，小球在该斜面上仍然要达到原来的高度。

②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。

③继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。

④如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。

（1）请将上述步骤按照正确的顺序排列______________（只要填写序号）。

（2）在上述设想步骤中，有的属于可靠事实，有的则是理想化的推论。下面关于这些事实和推论的分类正确的是（）

A．①是事实，②③④是推论

B．②是事实，①③④是推论

C．③是事实，①②④是推论

D．④是事实，①②③是推论

解析斜面实验是让小车从同一斜面的同一高度滚下，使其刚滚到水平面上时具有相同的初速度，然后在阻力不同的水平面上滚动，通过比较在所受到阻力不同的情况下滚动的远近，推理出“如果物体不受阻力，物体将永远运动下去”的结论。

答案（1）②④①③ （2）B

点评虽然理想实验的实验条件无法实现，但它的结论是建立在大量经验与科学推理的基础之上的，因而这个实验的结论是正确的，这和牛顿第一定律的得出具有相同的道理。

三、图象分析法

例3如图甲所示，物体A始终只受同一直线上的两个力F₁、F₂的作用，F_l、F₂的大小随时间的变化如图乙所示，则下列分析正确的是( )

A．在t₁时间内，物体所受的合力先变大后变小，合力的方向始终与F₂相同

B．在t₁时间内，物体所受的合力先变小后变大，合力的方向始终与F₂相同

C．在t₁时间内，物体所受的合力先变大后变小，合力的方向始终与F₂相反

D．在t₁时间内，物体所受的合力先变小后变大，合力的方向始终与F₂相反

解析该题是通过图象来分析物体受到的力变化情况。我们分析图象可知，在t₁时间内，F₁始终不变，大小一直为F₀；F₂是先变小，然后变大，但总有F₂≤F₀，则有F₁≥F₂。而F₁、F₂两个力在同一直线上，方向相反，根据合力的概念可知，合力等于二力之差，方向和较大的力方向相同，即F_合＝F₁－F₂，方向与F₁的方向相同，与F₂的方向相反。