高中物理力學(xué)三大解題技巧構(gòu)建分析

程煥平

(江蘇省梁豐高級中學(xué) 215600)

高中物理知識的學(xué)習(xí)普遍具備較強的邏輯性和理論性，特別是抽象的物理力學(xué)知識對于高中學(xué)生的學(xué)習(xí)來講具備一定的難度.從當(dāng)前物理力學(xué)知識構(gòu)成情況來看，物理力學(xué)解題步驟主要包含分析研究對象、對研究對象進行物理分段分析、在明確解題思路基礎(chǔ)上選擇適當(dāng)?shù)牧W(xué)解題方式來探究力學(xué)規(guī)律.基于物理力學(xué)解題流程，文章就高中物理力學(xué)三大解題技巧構(gòu)建問題展開探究，旨在能夠在以往基礎(chǔ)上進一步強化學(xué)生物理力學(xué)學(xué)習(xí)，提升學(xué)生物理綜合素養(yǎng).

一、強化對高中物理力學(xué)受力圖的分析

對于高中物理力學(xué)問題的解答需要優(yōu)先考慮研究對象的受力情況，即分析在一段力學(xué)關(guān)系中被分析對象會受到哪些外部的力量，在分析外部影響力的同時還需要及時處理這種力，進而在對力的處理中挖掘到物理力學(xué)解題規(guī)律，有效解決實際生活問題.比如在學(xué)習(xí)人教版高中物理的時候有這樣一個例題：

如圖1所示，一條長度為5m的繩子的兩端分別豎立在地面距離相距4m的頂端A和B上，繩子的上面掛了一個光滑的輕質(zhì)掛鉤，掛鉤上是一個重量是12N的物體，在受力平衡的狀態(tài)下，求問繩子上的張力T是多少？根據(jù)這個題目要求可以發(fā)現(xiàn)，這個題目涉及到的是高中物理三力平衡問題，基本解題步驟如下：選擇受力對象、分析力、畫出受力分析圖、列出受力分析方程、得到平衡問題的分析解.結(jié)合解題步驟這個題目的解題方法包含以下幾種：

第二，考慮掛鉤需要承載三個作用力，結(jié)合平衡受力原理可以得到，掛鉤受到的兩個拉力合力是F′，這兩個拉力平等，F(xiàn)和F′的大小雖然等同，但是基本方向相反.

二、應(yīng)用科學(xué)的受力分析法解題

應(yīng)用科學(xué)的受力分析法解題需要從未知量入手，結(jié)合題目中給出的已知條件來列出相應(yīng)的題目方程式，對方程式中的未知量進行細(xì)入分析得到最終結(jié)果.在高中物理力學(xué)題的解答中需要教師加強對審題的關(guān)注，注重從題目中挖掘有效的信息，借助這些有效的信息來順利解題.比如根據(jù)圖3所示，質(zhì)量是1000g的物體被放置在一個固定好的斜面上，之后對物體實施和斜面平行的拉力F，在1s之后及時撤除對物體施加的壓力，這個時候物體的運動圖像如圖4所示，求拉力F的大小.根據(jù)題目所表達(dá)的意義列出題目給出的已知條件，畫好圖像對 圖像進行觀察，在觀察圖像之后得到a1=12m/s2，a2=-6m/s2，之后根據(jù)牛頓第二定律原理來解答這個題目，具體解答如下所示：在1s的時間內(nèi)通過觀察圖像4可以發(fā)現(xiàn)a1=12m/s2.

根據(jù)牛頓第二定律得到

F-μmgcosθ-mgsinθ=ma1(1)

在2 s的時間內(nèi)運動，根據(jù)圖像4可以得到a2=-6 m/s2，考慮到物體在斜面上會呈現(xiàn)出初始狀態(tài)的運動速度，根據(jù)牛頓第二定律可以得到

-μmgcosθ-mgsinθ=ma2(2)

將公式(2)代入到公式(1)可以最終得到

F=18N.

三、注重提升學(xué)生力學(xué)解題舉一反三的能力，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力

高中物理力學(xué)題的組成比較復(fù)雜，一個題目中往往蘊含了多個力學(xué)知識點，由此可見，邏輯思維能力的培養(yǎng)在高中物理力學(xué)解題中有著十分重要的作用，在高中物理力學(xué)教學(xué)中教師要注重培養(yǎng)學(xué)生關(guān)聯(lián)分析的能力.比如對于兩個互相作用的物體，物體的受力情況不是單獨的，如果僅僅對其中一種受力情況進行分析那么將會割裂受力分析的整體性，相應(yīng)的出現(xiàn)解題錯誤.為此，在高中物理力學(xué)解題上教師要引導(dǎo)學(xué)生注重題目的關(guān)聯(lián)性，通過反復(fù)的解題訓(xùn)練來提升學(xué)生的思維邏輯性，提高力學(xué)學(xué)習(xí)成效.另外，在高中物理力學(xué)解題中教師還需要注重培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力，在遇到相似題目的時候?qū)W生需要在第一時間產(chǎn)生對題目的高度敏感性，在調(diào)動以往學(xué)習(xí)經(jīng)驗的過程中總結(jié)出題目的解題規(guī)律，提升自己舉一反三的能力.

比如如圖5所示，一個質(zhì)量為m的小球在B點上從靜止的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檠刂肭蛐螤畹娜萜髀瑒酉聛?，B點和容器底部A點的高度差是h，容器的質(zhì)量是M，半徑是R，求在容器被固定在水平桌面上時小球滑動到底部，容器內(nèi)壁對小球的作用力.在對題目分析之后，利用力的觀點、能量觀點和動量觀點進行解題.m下滑只有重力在做功，結(jié)合機械能量守恒定律得到mgh=1/2mv2，v2=2gh，底部A是圓周上的一個點，結(jié)合牛頓第二定律得到T-mg=m(V2/R),T=mg+m(V2/R)=mg(1+2h/R).再比如學(xué)習(xí)“探究加速度和力、質(zhì)量之間的關(guān)系”問題的時候，這節(jié)課學(xué)習(xí)的難點是測量加速度，在實驗中經(jīng)常會應(yīng)為測量的不準(zhǔn)確導(dǎo)致人們對加速度的認(rèn)識不準(zhǔn)確，最終影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果.為此，在解答這個題目的時候需要學(xué)生充分發(fā)散自己的思維，基于一個物體運動初始速度是0，且在運動的過程中沿著直線進行勻速運動，假設(shè)運動時間是確定的，那么物體的加速度運動和位移之間會形成一種正比關(guān)系.因而在具體實驗操作中教師要指導(dǎo)學(xué)生把握恒定外力和位移質(zhì)量之間的關(guān)系，在不測量加速度的情況下把握力和速度之間的運動關(guān)系.

綜上所述，高中物理學(xué)科具有很強的科學(xué)性和邏輯性，力學(xué)知識更是高中物理學(xué)習(xí)的重難點內(nèi)容.為此，在高中物理學(xué)習(xí)過程中教師要引導(dǎo)學(xué)生從受力圖中理清各個受力關(guān)系，并計算出相應(yīng)的方程解，獲得正確的答案.為了能夠確保力學(xué)問題得到有效解決，在物理教學(xué)中教師需要向?qū)W生傳授基本的力學(xué)解題技巧，引導(dǎo)學(xué)生在題目中尋找到有效的信息，在鞏固力學(xué)基礎(chǔ)知識的同時正確分析受力，提升自己物理解題能力.