高中物理力學(xué)中的幾種實用的簡捷解題方法

亓志昊

【摘 要】高中物理中，力學(xué)知識貫徹了整個學(xué)習(xí)內(nèi)容，那么對力學(xué)的應(yīng)用就成了學(xué)習(xí)中的重中之重，把力學(xué)知識高效率的應(yīng)用到解題的過程，就直接反應(yīng)了我們對知識的掌握程度和對學(xué)術(shù)的理解程度。

【關(guān)鍵詞】物理力學(xué)；實用簡捷；解題方法

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）02-0256-02

在高中物理學(xué)習(xí)中，力學(xué)知識一直是學(xué)習(xí)的重點基礎(chǔ)，也是最難的點。大多數(shù)同學(xué)在學(xué)習(xí)過程中，都能熟練掌握有關(guān)力學(xué)知識的基本理論內(nèi)容，但是在實際解題的應(yīng)用中，整體感覺還是很吃力。針對這個現(xiàn)象，我們應(yīng)該把解題過程中思維能力的提升，解題過程中使用便捷的方法作為學(xué)習(xí)的重點，用來提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高物理的學(xué)習(xí)效率。

一、運動學(xué)中的全過程法

勻變速直線運動過程中，加速度的大小、運動的方向是不變因素，但是往返運動是一個普遍存在的現(xiàn)象，就這個一個情況來說，大多數(shù)同學(xué)會把往返運動中，因為方向的不同，看做兩個運動情況來進行分析，雖然這樣想的思路是正確的，但在解題過程中，把問題就會復(fù)雜化，解題就會很繁瑣，也就會花費太長的時間在這么一道題上。如果能夠很好的運用全過程解題法進行解答，那么解題的效率就會得到很大的提升，也就節(jié)省了更多的時間去做更多的題目。

例題：在不計空氣阻力的情況下，在距離地面15m高處，以初速度V0=10m/S豎直上拋一小球，計算小球落地時間，以及落地時速度和方向。（g=10m/S 2）

分析：將小球向上拋擲和自由落體運動分為小球的兩個運動方向，這兩個運動所用的時間是小球的運動時間的總和，這樣解題就很繁瑣的，如果按全過程法來分析考慮，就會使問題變得簡單化。具體思路為，將小球的運動過程看做一個整體，向上運動為正方向，此時的加速度應(yīng)當(dāng)為a=-g，小球的總位移距離為h=-15m，有勻變速運動公式可得：

-15=10t-1/2gt 2

t=3S.

Vt=V0-gt=10-10×3=-20m/S

小結(jié)：全過程法應(yīng)用的前提條件就是加速度大小是不變的，方向是恒定的，且存在往返的運動。正方向的統(tǒng)一是重點，正方向的統(tǒng)一是作為方程中取矢量值的根據(jù)，一般大家對速度與加速度的正負取值都比較容易發(fā)現(xiàn)，但是對于位移的正負取值就很容易忽視，因此要求學(xué)生對位移方向的取值一定要注意。

二、參考系的重要性

一般對于機械運動研究中，都會尋找合適的參照物進行分析問題，這是對于物理來說，最基本的問題了。靈活熟練的運用參考系，這會給解決很多物理問題提供最便捷的方法，更是提高了解題的效率，節(jié)省很多時間。

例題：一初速為V0=10m/S的子彈打進原來靜止的木塊后進深為5cm而未出，設(shè)打擊過程子彈受阻力恒定，子彈和木塊質(zhì)量分別為m和 M且 m∶M=1：99，求二者對地加速度 a1和 a2。

分析：在子彈沒有碰到木塊，木塊沒有移動的情況下，以地面為參照物計算起來就增加了題目的復(fù)雜程度，選擇木塊作為參考系并將正方向定為向右水平移動的方向。由于子彈初速度與末速度最終會達到共速，所以子彈初速為 V0而末速為 0，則：

0-（V0-0） 2=2△a·△S

0-（10-0） 2=-2△a·0.05

得△a=10 3（m/S 2）

a1∶a2=M∶m

又∵△a=a1+a2=a1+（m/M）a1=（100/99）a1

∴a1=990（m/S2）a2=10（m/S 2）

小結(jié)：在運動學(xué)量中，當(dāng)需要解決的是相對的某一物體的量，而不是相對地面的物理量時，最好不要選擇地面為參照物，不然計算起來是很復(fù)雜的，只要不選擇地面為參考系那么解題就很簡單和明了了[1]。在實際解題過程中，同一道題是可以選擇不同的參考系進行計算的，只要在計算中，保證a、v和s的取值是在同一個參考系，在相對運動中，不同的兩個物體相對地面運動學(xué)量的方向不一致，因此方向統(tǒng)一的規(guī)定對于防止矢量值預(yù)算錯誤的概率是很重要的。

三、在力學(xué)中對于隔離法、整體法的應(yīng)用

在物理問題的實際解答中，在相對運動過程中普遍會出現(xiàn)兩個或者多個物體來組成比較復(fù)雜的系統(tǒng)。在分析和解答這樣的問題時，對研究對象的確定是很關(guān)鍵的。在解答過程，逐個分離出來進行解答就是我們常說的隔離法，把整個系統(tǒng)看做一個整理來解答就是我們說的整體法。

隔離法和整體法在解答中都是有優(yōu)缺點的。隔離法的優(yōu)點就是能把系統(tǒng)中每個物體所處的運動狀態(tài)以及狀態(tài)的變化和物體之間的相互關(guān)系分析的清清楚楚。還可以把每個物體在系統(tǒng)中所受的相互力轉(zhuǎn)化成物體所受的外力，就能用牛頓第二定律進行解答。缺點就是把問題復(fù)雜化，增加了問題的牽涉因素，解題過程會變的很繁瑣[2]。整體法的優(yōu)點就是只要分析出整個系統(tǒng)和外界的關(guān)系就可以了，避免了解決系統(tǒng)中所有物體之間相互作用，更簡單，更明了的表現(xiàn)出物理量間的關(guān)系，缺點就是不能更好的了解到系統(tǒng)內(nèi)部的相互關(guān)系。

例題：將一質(zhì)量m2=10kg的木楔靜止放在粗糙的水平面，其運動摩擦因數(shù) μ=0.02，在楔斜面的傾斜角度為 θ=30°，質(zhì)量 m1=1.0kg的木塊從靜止狀態(tài)開始沿著斜面下滑，在其滑行路程 S=1.4m時，其速度為 V=1.4m/S，此過程中楔沒有發(fā)生移動，求地面對楔的摩擦力的方向和大小。重力加速度取10m/S 2。

分析：本來可以用隔離法，但是由于用隔離法分析多，求解的過程復(fù)雜，本題中雖然二者的加速度不一樣，但是用整體法依然可以，此時牛頓第二定律應(yīng)為：

F合=m1a1+m2a2

由V2-V02=2aS得到木塊m下滑時的加速度為a=0.7m/S 2

此時，把木塊m1和木楔m2作為一個整體看待，所受的地面支撐力和重力均為豎直方向。水平方向的受力只有摩擦力，力的大小為Ff，木楔的加速度為零，將物體加速度沿水平方向和豎直方向進行分解，對整體在水平方向上運用牛頓第二定律，可得：

Ff=m1×a1+m2×0=macosθ

Ff=0.61N

由于Ff與m1×a1方向一致，因此木楔應(yīng)受到向左的水平摩擦力。

小結(jié)：這兩種方法普遍的應(yīng)用在受力分析、動量定律、和機械能的問題上。

結(jié)束語

通過例題我們不難看出，對研究對象的選擇是很重要的。在高中物理中，解題的簡便方法有很多種，重要我們善于總結(jié)，通過積累，那么物理水平就會很快速的增長。

參考文獻

[1]龔競秋.淺議高中物理力學(xué)解題中整體法的運用[J].新課程（中學(xué)），2013（9）：183-183.