秦梓峻
摘要:物理是高中階段重要的學(xué)習(xí)科目,力學(xué)則是高中物理學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ),力學(xué)知識及其體現(xiàn)出的一些概念和思想,不僅在解決力學(xué)問題時有著重要的應(yīng)用,在電磁學(xué)、熱學(xué)等問題中也有一定應(yīng)用。加強物理力學(xué)的學(xué)習(xí),對于鞏固我們的物理知識基礎(chǔ)掌握,提高我們的物理問題分析能力和思維能力,有著重要的積極作用。但由于力學(xué)問題涉及的公式、概念眾多,知識點較為抽象,在實際學(xué)習(xí)過程中,客觀存在著一定的理解和學(xué)習(xí)難度。筆者即從自身的學(xué)習(xí)經(jīng)驗入手,結(jié)合自身的一點學(xué)習(xí)思考,就幾種使用的解題方法和技巧,發(fā)表幾點看法,以供廣大同學(xué)借鑒和參考。
關(guān)鍵詞:高中;物理;力學(xué);解題方法;研究
物理是一門研究物質(zhì)世界中最普遍的相互作用、最基本的物質(zhì)結(jié)構(gòu),以及最一般的運動規(guī)律的學(xué)科,其在高中階段的學(xué)習(xí)中占據(jù)重要的地位。力學(xué)知識是高中物理重要的基礎(chǔ)知識點,其在力學(xué)以及電磁學(xué)、熱學(xué)等問題中,有著重要的應(yīng)用,加強力學(xué)知識學(xué)習(xí),可有效鞏固我們的物理基礎(chǔ)知識掌握,提高我們的問題分析能力和物理應(yīng)用能力。但在高中物理力學(xué)學(xué)習(xí)過程中,尤其是應(yīng)用力學(xué)知識解決實際問題的階段,受力學(xué)知識抽象性、復(fù)雜性影響,如不能很好地掌握一定的基礎(chǔ)和技巧,很難保障解題的效率和準確度,較容易打擊我們的學(xué)習(xí)信心和積極性。筆者在物理力學(xué)學(xué)習(xí)過程中,也曾和許多同學(xué)一樣遭遇挫折,但在掌握一定的解題技巧后,解題效率和準確性有了明顯的提升,學(xué)習(xí)興趣和信心也愈發(fā)濃郁。本文即圍繞筆者的一些學(xué)習(xí)體會,就幾種實用的物理解題方法技巧,進行了分析和探討,具體內(nèi)容如下:
一、應(yīng)用全過程法解決復(fù)雜運動問題
運動問題是力學(xué)學(xué)習(xí)過程中,較為常見的習(xí)題類型,其問題表現(xiàn)較為豐富多樣,就均變速直線運動來說,時常可以遇到加速度大小、方向恒定,但運動表現(xiàn)出往復(fù)性特性的問題,如先勻減速至速度為0的狀態(tài),再反方向勻加速做直線運動的情況。針對此類問題,我們通常習(xí)慣根據(jù)問題描述,將整個運動分為兩個部分進行分析,即“勻減速運動”和“勻加速運動”兩個部分,隨著這樣的處理看似合理,并且也可以得到相應(yīng)的計算結(jié)果,但在實際計算操作過程中我們不難發(fā)現(xiàn),兩段法的分析過程更加復(fù)雜,方程個數(shù)眾多,計算量大且復(fù)雜容易出錯。如此時選用全過程法分析和解決問題,就可以有效簡化解題過程,提高解題效率和準確度。
例一,在地面上15.0m處,以10m/s的初速度豎直向上拋出一個小球,在不考慮空氣阻力的情況下,求小球的實際落地時間以及小球落地速度。(g=10m/s2)
例一就是一道典型的復(fù)雜運動問題,小球整個的運動軌跡可以分為兩個部分。第一階段,小球在初速度V0的作用下,豎直向上做均減速運動,直至速度為0的狀態(tài);第二階段,小球從速度為0的狀態(tài),在重力的作用下,以10m/s2的加速度做均加速運動,直至小球抵達地面。如分別針對這兩段運動軌跡,建立力學(xué)關(guān)系計算小球的上升距離和落地時間,需要復(fù)雜的計算。而使用全過程法就可以較為快捷地完成分析和計算,具體操作如下:
解:將豎直向上方向作為正方向,則小球加速度a=-g,結(jié)合勻變速運動公式可得,
全過程法的應(yīng)用前提是物體在勻變速直線運動過程中,加速度大小、方向始終保持恒定,且運動軌跡具有往復(fù)性特征。此時在規(guī)定正方向之后,就可以聯(lián)系相關(guān)運動公式,構(gòu)建相關(guān)已知條件的運動學(xué)關(guān)系式,求的問題的最終結(jié)果。
二、應(yīng)用整體法和隔離法解決力學(xué)問題
受力分析是解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),只有系統(tǒng)、明確的力學(xué)分析,才能獲得準確的解題條件和思路,從而根據(jù)一定的方向完成物理力學(xué)問題的解答。但在解決實際力學(xué)問題的時候,我們經(jīng)常會遇到兩個之間存在相互作用,或系統(tǒng)內(nèi)存在兩個以上物體的相對復(fù)雜的情況,影響我們的合理分析和判斷。針對此類問題,就需要我們合理使用整體法和隔離法,簡化系統(tǒng)的受力分析主體,突出問題主要矛盾,從而簡化問題解題難度,提高問題解題效率和準確度。
隔離法具體是指根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)各個物體所處的實際狀態(tài)、狀態(tài)變化、以及相互間的作用關(guān)系,將物體在系統(tǒng)內(nèi)受到的復(fù)雜的向內(nèi)的力轉(zhuǎn)化相對簡單的物體受到的外力,從而應(yīng)用牛頓第二定律等公式進行解題的方法。雖然隔離法可以明確復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)各物體間的力學(xué)關(guān)系,但涉及的因素和問題依然較為繁雜,在實際應(yīng)用過程中,需額外注意力學(xué)的細節(jié)分析和確定,以確保解題的正確率。
整體法是將復(fù)雜系統(tǒng)中幾個物體看作為“一個整體”的處理方式,從而簡化“一個整體”內(nèi)物體間復(fù)雜的相互關(guān)系,從整體角度進行受力分析,以降低問題解題難度,提高問題解題效率和準確度。
例二,現(xiàn)有甲、乙兩個帶電小球,其質(zhì)量相同記為m,所帶電量分別為q和-q,兩帶電小球間使用絕緣細線連接,其中甲球處于上方由絕緣細線固定在天花板上,甲、乙小球所處空間存在方向向左的勻強電場,電場強度為E,平衡狀態(tài)下細線均處于拉緊狀態(tài),則甲乙保持平衡時,其位置可能是下圖中的()
例二中涉及的物體間的相互作用較為復(fù)雜,想判斷甲、乙兩個小球在平衡狀態(tài)下的位置關(guān)系,需要同時使用隔離法和整體進行分析才能得到。首先,如僅使用隔離法法進行分析,則僅能排除D選項;其次,應(yīng)用整體法將甲、乙兩個小球看作是一個整體,則該物體受到的外力僅有重力2mg、水平向左的電場力qE和水平向右的電場力qE,以及天花板連接細線的拉力。根據(jù)題意,電場力大小相等、方向相反,因此繩1段的方向應(yīng)該保持豎直,故而選A選項為正確答案。
結(jié)語:
綜上所述,我們在解決物理力學(xué)問題時,應(yīng)根據(jù)問題特征,選擇合適的解題方法和技巧,以降低問題解題難度,快速掌握正確的解題思路,從而提高問題解題效率和準確度。
參考文獻:
[1]王瑞玲.高中物理力學(xué)中的幾種實用的簡捷解題方法[J].中華少年:研究青少年教育,2012(19).
[2]崔嘉懿.淺析高中物理力學(xué)中幾種實用簡捷的解題方法[J].讀寫算(教育教學(xué)研究),2015(26).
[3]曾芳.高中物理力學(xué)綜合題解題方法的分析研究[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)(教育理論),2013(03).
[4]李俊曦.舉例研究高中物理力學(xué)綜合計算題的解題方法[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)(教學(xué)研究),2016(34).
[5]李镕基.高中物理力學(xué)題解題方法之我見[J].新教育時代電子雜志(教師版),2017(14).endprint