高中物理力學(xué)三大解題技巧的研究

蔡梓涵

摘 要：高中物理學(xué)習中，最重要的內(nèi)容之一為力學(xué)，該部分內(nèi)容從知識結(jié)構(gòu)上來看體系化氛圍濃厚，但是也存在很多較為獨立的知識點，導(dǎo)致同學(xué)們的學(xué)習質(zhì)量較低。本文對高中物理力學(xué)三大解題技巧及其應(yīng)用進行了進一步總結(jié)和歸納，讓同學(xué)們學(xué)習、掌握和更自覺應(yīng)用這些技巧解答力學(xué)題目。

關(guān)鍵詞：高中物理;力學(xué);解題技巧

在同學(xué)們的物理學(xué)習過程中，會在教師的指導(dǎo)下接觸三個解題技巧，包括解析法、受力圖分析法和公式法。在筆者的學(xué)習過程中，認為這三大解題技巧更多的是從整體上對同學(xué)們的學(xué)習過程進行指導(dǎo)，在一定程度上欠缺了完善性和個性化。所以，應(yīng)以這三個技巧的內(nèi)涵為整體學(xué)習和研究框架，在此基礎(chǔ)上制定更為高效的技巧應(yīng)用方法。

一、高中物理力學(xué)命題規(guī)律和趨勢

要能夠?qū)鹘y(tǒng)意義上的三大技巧推陳出新，最基本要了解當前高中物理的出題規(guī)律和出題趨勢。很多同學(xué)認為這種學(xué)習方法過于功利。事實上，對出題規(guī)律和趨勢的總結(jié)，能夠幫助同學(xué)們對整個思維體系進行完善和優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建適合自身的解題技巧。本文總結(jié)的力學(xué)出題規(guī)律和趨勢如下：

力學(xué)知識為輔助知識題目。（一）這類題目在解答過程中，力學(xué)知識通常體現(xiàn)得不明顯，但是作為整個題目中的前置知識，只有同學(xué)們對力學(xué)知識有深度了解的情況下才能夠正確解答題目[1]。在當前的出題過程中，這類題目考察的主干知識通常為能量學(xué)的內(nèi)容，包括等能定理、動量定理等。同時，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對同學(xué)們知識掌握情況的全面考察，會將不光滑的物塊放置在非光滑斜面上，這種出題方式既考察了力學(xué)知識、也考察了能量學(xué)知識的掌握情況。在當前的物理試題中，這類題目的數(shù)量提升明顯。

力學(xué)知識為主干知識題目。（二）在當前的高中物理考察中，力學(xué)知識為主干內(nèi)容的題目數(shù)量和出現(xiàn)頻率都一定程度上出現(xiàn)了下降，但是通過與同學(xué)們的交流可以發(fā)現(xiàn)，這類題目出現(xiàn)時處理質(zhì)量更差;尤其是對于力學(xué)中的摩擦力來說，很多同學(xué)無法確定系統(tǒng)中是否存在摩擦力，或者無法確定摩擦力的方向和數(shù)值，因此對這題目產(chǎn)生了畏懼[2]。另外，通過對近些年各類物理考試題目的搜集和研究，發(fā)現(xiàn)了當前出現(xiàn)頻率提升的一類純力學(xué)考察題目，即求出物體勻速或靜置運動時的未知力變化范圍，這對同學(xué)們的個人能力提出了更高要求。

二、高中物理力學(xué)三大解題技巧的應(yīng)用和訓(xùn)練方法

三大解題技巧的應(yīng)用方法。（一）事實上，本文不太同意“三大解題技巧”的說法，原因在于這些技巧實際上可以歸類于同一知識體系，只是根據(jù)題目的具體要求對解題方法進行替換。所以在筆者的日常學(xué)習和解題過程中，解題方法的選擇思路如下：

1.審題過程。審題是物理解題過程中最基礎(chǔ)也是最重要的工作，通過全面深度的審題能夠更為高效地找到題目中的關(guān)鍵信息。但需要注意的是，若希望通過審題合理選用解題方法，就要善于抓住相關(guān)關(guān)鍵詞。筆者總結(jié)的關(guān)鍵詞如下：（1）受力分析圖。事實上，在當前的幾乎所有力學(xué)題目中，都需要應(yīng)用受力分析圖對解題過程進行輔助，只在一些數(shù)量級較少的題目中不需要進行該過程。所以針對這種方法，本文提出的思路為查找不需進行受力分析的關(guān)鍵詞。常見的包括“只在重力作用下”、“初始速度v，t時間后速度為V”、“自由落體運動”等，從這些關(guān)鍵詞中可以看出，物體只受到一個力并且力的某一特征已知時，可以不進行受力分析，這類題目由于與能量學(xué)的聯(lián)系很強，應(yīng)用能量學(xué)的相關(guān)公式即可確定物體的受力情況。（2）解析法。常規(guī)意義上的解析法為應(yīng)用方程、公式等方式求解題目的方法。事實上，解析法通常需要依靠前置程序才能夠完成應(yīng)用，前置程序為受力分析[3]。解析法通常無特殊關(guān)鍵詞。筆者認為解析法同學(xué)們已經(jīng)能夠正常應(yīng)用，不需要對這種方法過分關(guān)注。另外對于本文中提到的公式法，也可將其歸類到解析法的一種。

2.具體解題過程。通過上文的分析可以發(fā)現(xiàn)，在高中物理力學(xué)的考察過程中，受力分析法是絕對的考察重點，所以筆者對這種方法進行深入研究，提高同學(xué)們對這種方法的掌握程度。具體應(yīng)用時，首先需要按照題意構(gòu)建出整體的系統(tǒng)模型，其次要對已知的力進行標注，最后為確定未知的力。但是這套理論對同學(xué)們的指導(dǎo)效果較差。本文在此提出一個實例：在不光滑的斜面上放置一個物塊，物塊的質(zhì)量為m，其中斜面固定在水平面上，斜面傾角為α，發(fā)現(xiàn)當物塊放置在斜面上時，物塊處于靜止狀態(tài)，向物塊施加沿斜面向下、大小為f的力時，物塊在斜面上恰好勻速下滑。求加速度為a時，需要沿斜面方向向物塊施加的力F。筆者相信，很多同學(xué)在看到這道題時，能夠第一時間繪制出整個系統(tǒng)的模型，即在斜坡上繪制一個正方形物塊。由于本題中最終探究的運動主體為斜面上的物塊，所以受力分析的對象為這一內(nèi)容，很多同學(xué)能夠更進一步正確表示出各類已知力，但是對最終的F不知如何表達?？梢钥吹?，在最終的問題設(shè)置中，給出了物塊的加速度a，此時可以應(yīng)用解析法確定物塊在斜面方向上受到的合力。從這里實例可以看出，解析法的一個具體應(yīng)用思路為發(fā)現(xiàn)題目中出現(xiàn)具體數(shù)值，以及能夠應(yīng)用公式求出結(jié)果的情況。在知道合力后，需要分兩種情況進行討論，一種為沿斜面向上的情況，另一種為沿斜面向下的情況：這兩種方式中摩擦力的方向相反，根據(jù)已知條件能夠確定摩擦力和壓力之間的關(guān)系。在受力分析中，由于摩擦力方向可以確定，所以該過程中可以求出摩擦力的具體數(shù)值，應(yīng)用合力的求取方式即可確定需要向物塊施加的力F。

三大解題技巧的訓(xùn)練方法。（二）要能夠?qū)忸}技巧進行高效合理應(yīng)用，在日常學(xué)習中需要對這些技巧進行訓(xùn)練。在高中物理解題中最常用的方法為受力分析法，所以本文的研究重點為對這種方法進行訓(xùn)練。筆者的訓(xùn)練思路如下：

1.順序法訓(xùn)練。順序法訓(xùn)練體系的核心思想為根據(jù)題目中的已知信息對已知條件進行表述，在這種訓(xùn)練方法的應(yīng)用中，需要按照一定的順序完成分析工作。本文提出的順序為，首先確定題目中包含的已知力，需要按照力的三要素對受到的力進行分析，當能夠確定力的大小、方向和作用對象時，將該力繪制到受力分析的對象上。其次為確定未知力，這些力通常無法確定具體數(shù)值，或者力的方向需要經(jīng)過具體分析：對于已知方向不知數(shù)值的情況，可以按照力的方向?qū)κ艿降牧M行繪制;對于知曉數(shù)值而不知方向的情況，通常需要結(jié)合下面的逆序法進行分析。

2.逆序法訓(xùn)練。逆序法的指導(dǎo)思想為從題目提出問題的角度出發(fā)完成受力分析工作。在物理題目的問題中，會對物體的運動狀態(tài)、運動參數(shù)等內(nèi)容進行限定，確定被分析物體受到的合力。再應(yīng)用順序分析法在建成的模型中對相關(guān)內(nèi)容進行分析，在建成的模型中對已知力進行表述，可以在該過程中求出這些已知力的合力。最后對未知力進行繪制，由于已經(jīng)明確了受到的合力與已知力的合力，所以可以通過對這兩個條件的應(yīng)用確定未知力的各個參數(shù)，最終求出系統(tǒng)中存在的未知力。

在高中物理力學(xué)的考察過程中，無論哪種考察方式都需要應(yīng)用力的受力分析方法。當應(yīng)用這種方法時，需要按照已知力-未知力的順序?qū)ξ矬w的受力情況進行分析，提高受力分析的準確性。在日常訓(xùn)練中，需要按照順序分析和逆序分析的方式提高分析效率，做到正確迅速求解。

參考文獻：

[1]崔承宇.淺談高中物理力學(xué)三大解題技巧[J].農(nóng)家參謀，2017（23）：139.

[2]張澍洺.高中物理力學(xué)三大解題技巧探究[J].科技資訊，2016，14（24）：85-86.

[3]李一璠.談高中物理力學(xué)三大解題技巧構(gòu)建[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2016（03）：24.