分類討論思想在高中物理力學(xué)教學(xué)中的滲透

摘要：分類討論思想是解決高中物理力學(xué)問題的重要思想，有助于深化學(xué)生對物理情形的認知，更好的鍛煉其思維的靈活性.高中物理力學(xué)教學(xué)中應(yīng)注重采取措施注重分類討論思想的滲透，使學(xué)生掌握運用分類討論思想的思路與細節(jié)，為其物理學(xué)習(xí)成績的提升奠定牢固基礎(chǔ).

關(guān)鍵詞：討論思想;高中物理;力學(xué);滲透

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2022）09-0076-03

收稿日期：2021-12-25

作者簡介：李素琴（1977.2-），女，福建省龍巖市上杭人，本科，中學(xué)一級教師，從事高中物理教學(xué)研究.

高中物理力學(xué)教學(xué)中既要注重講解分類討論相關(guān)理論知識，又要結(jié)合具體例題給學(xué)生帶來良好的啟發(fā)，使其認識到當分析物理問題時無法準確的判斷相關(guān)情形時，應(yīng)注重進行分類討論，全面的考慮問題.

1 在受力分析中的滲透

受力分析是高中物理力學(xué)的重要基礎(chǔ)知識，是深入學(xué)習(xí)物理知識的關(guān)鍵知識點.高中物理教學(xué)中為提高學(xué)生的受力分析技能，應(yīng)注重結(jié)合學(xué)生熟悉的生活場景，開展教學(xué)活動以提高學(xué)生運用分類討論思想進行受力分析的意識.同時，注重運用多媒體技術(shù)為學(xué)生講解相關(guān)的例題，使學(xué)生認識到何時進行分類討論以及進行怎樣的分類討論，進一步澄清學(xué)生對物體受力情況的認識與理解，使其能夠迅速的找到解題的思路，避免在以后分析類似問題時走彎路.如借助多媒體大屏幕與學(xué)生一起分析如下例題：

如圖1所示，在傾角為30°粗糙的斜面上放置一重100N的物體.一根勁度系數(shù)為1000N/m，原長為10cm的彈簧一端固定在斜面下端，一端和物體相連.若物體靜止時彈簧的長度為7cm，使用力F沿斜面拉物體，而物體仍處于靜止狀態(tài).若物體和斜面之間的最大靜摩擦力為35N，則F的可能值為（）.

A.15N B.50N C.85N D.100N

施加F后摩擦力的方向未知，因此，需要進行分類討論.摩擦力f的方向沿斜面向下向上時，由平衡條件可知0N

2 在勻加速直線運動中的滲透

勻加速直線運動是高中物理力學(xué)中常見的一種運動狀態(tài).對于大多數(shù)的勻加速直線運動問題可直接運用運動學(xué)相關(guān)公式進行解答，然而針對物體受力情況不明的情境則需要進行分類討論.

如圖2所示，一直桿和水平方向成α角固定，將一細線一端連接一小球，另一端通過圓環(huán)套在直桿上，當圓環(huán)下滑時，小球和圓環(huán)保持相對靜止，細線伸直且和豎直方向成β角，則（）.

A.若直桿光滑，一定有α=β

B.若直桿光滑，β可能為零

C.若直桿粗糙，β 不可能為零

D.若直桿粗糙，有可能α<β

課堂上當學(xué)生從給出的選項中得知需要按照直桿光滑、粗糙進行分類討論，A項正確.

3 在平拋運動中的滲透

圍繞重點知識，組織學(xué)生開展專題訓(xùn)練活動，通過向?qū)W生展示相關(guān)的問題情境，要求學(xué)生結(jié)合自身的理解加以解答，拓展學(xué)生思維的同時，使其更好的把握運用分類討論思想解答平拋運動問題的相關(guān)細節(jié).如可組織學(xué)生圍繞以下習(xí)題開展專題訓(xùn)練活動：

如圖3，某滑雪運動員從高h處下滑，達到B點后水平飛出，經(jīng)過時間t后落到斜面上的C點，忽略運動過程中的摩擦以及空氣阻力，則改變相關(guān)條件，運動員（）.

A.若h加倍，水平飛出的速度v加倍

B.若h加倍，水平飛出的時間t加倍

C.若h減半，落到斜面上的速度方向不變

D.若h減半，在空中離斜面的最大距離不變

結(jié)合選項需按照h加倍和減半兩種情境進行分類討論，C項正確.

4 在能量守恒中的滲透

能量守恒是高中物理力學(xué)的重要知識點，在進行該部分知識講解中應(yīng)注重分類討論思想的滲透，尤其應(yīng)注重結(jié)合學(xué)生的現(xiàn)有知識儲備，對相關(guān)知識點加以整合創(chuàng)設(shè)相關(guān)的問題情境，給學(xué)生提供運用分類討論思想解題的機會.

宇宙中存在一質(zhì)量為m，半徑為R的星球，取無窮遠處的引力勢能為零.距星球球心為r處，質(zhì)量為m的物體的引力勢能為E=-Gmm、r（G為引力常量，r≥R），忽略星球自轉(zhuǎn)，空氣阻力以及其他星球的影響，則（）.

解答該題不僅需要吃透給出的新定義，而且還需要結(jié)合給出的選項進行分類討論.

選擇BD兩項.

5 在碰撞問題中的滲透

物體碰撞是高中物理中的常見情境.由動量守恒定律可知，物體碰撞后的運動方向和物體的質(zhì)量大小密切相關(guān).在解答部分碰撞情境時若習(xí)題未給出碰撞兩物體的質(zhì)量大小關(guān)系，應(yīng)注重根據(jù)動量守恒定律，對物體質(zhì)量進行分類討論，充分考慮每一種可能的情況.

如圖4所示，兩個擺長均為L的單擺，對應(yīng)可視為質(zhì)點擺球的質(zhì)量為m，m，懸點均為O.在O點正下方0.19L處固定一顆小釘子.初始時B靜止在最低點，擺線處在小釘子的右側(cè).A從圖中位置由靜止釋放（θ足夠?。谧畹忘c和B發(fā)生彈性碰撞.兩擺均做簡諧運動條件，懸線始終繃緊且長度不變，忽略空氣阻力以及碰撞時間，重力加速度為g，則（）.

該題考查單擺周長計算公式以及動量守恒定律知識.選擇B項.

6 在機械波問題中的滲透

分析高中物理機械波相關(guān)的問題時往往因波的傳播方向不確定而需要進行分類討論.分類討論時應(yīng)注重機械波傳播的周期性，結(jié)合波長、周期、波的傳播速度三者之間的關(guān)系，構(gòu)建相關(guān)的物理方程.

如圖5所示，為一列沿x軸傳播的橫波，實線為t=0時的波形圖，虛線為t=0.5s時的波形圖，則以下判斷正確的是（）.

A.若波沿x軸正方向傳播，則最大周期為2s

B.若波沿x軸負方向傳播，波的最小速度為2m/s

C.若波速為26m/s，則t=0時P質(zhì)點向y軸正方向運動

D.若波速為14m/s，則t=0時P質(zhì)點向y軸正方向運動

該題主要考查學(xué)生對橫波傳播方向判斷以及相關(guān)參數(shù)計算等知識.選擇AD兩項.

7 在粒子偏轉(zhuǎn)中的滲透

帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)是高中物理的重點、難點知識.解答該類問題不僅需要運用洛倫茲力、圓周運動相關(guān)知識，而且需要根據(jù)題干描述，通過分類討論找到粒子運動的臨界條件，運用幾何知識確定粒子運動軌跡的半徑大小以及運動過程中的偏轉(zhuǎn)角度，在此基礎(chǔ)上做出相關(guān)的判斷.

在邊長為L等邊三角形區(qū)域內(nèi)存在有磁感應(yīng)強度大小為B，垂直紙面的勻強磁場.在該等邊三角形中心O處有一粒子源，可向紙面內(nèi)各個方向發(fā)射質(zhì)量均為m，電荷量均為q，速度均為v的同種帶電粒子，則（）.

該題主要考查帶電粒子在磁場中運動的規(guī)律.找到臨界條件是解答該題的關(guān)鍵.選擇AC兩項.

力學(xué)是高中物理的重頭戲.提高學(xué)生解決力學(xué)問題的能力是教學(xué)的重要內(nèi)容.教學(xué)中應(yīng)注重解題思想的講解，尤其應(yīng)注重分類討論思想的滲透，通過例題的講解、習(xí)題的訓(xùn)練使學(xué)生牢固掌握力學(xué)知識，積累運用分類討論思想解題的技巧，高效完成授課目標的同時，促進其解題能力的進一步提升.

參考文獻：

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[3] 楊開明.高中物理解題中分類討論思想的應(yīng)用[J].高中數(shù)理化，2020（06）：30-31.

責任編輯：李璟