周飛
摘 要:力學部分作為高中物理教學的重難點,也常常作為高考物理試題中的壓軸題。因此,對于力學部分相關(guān)題目的解題技巧進行分析和探究具有重要意義。
關(guān)鍵詞:物理;力學;解題技巧;教學
作為高中物理教學中的重點和難點,力學部分物理知識對學生的邏輯思維、抽象思維以及空間想象力等綜合能力具有比較高的要求,尤其是該部分物理知識涉及諸多物理定理、定律、原則和性質(zhì),所以學生理解起來的難度比較大。因此,對于力學部分相關(guān)題目的解題技巧進行分析和探究具有重要意義。
一、 了解力學特征,明確解題程序
縱觀高中物理力學部分的知識體系,可知其主要涉及的物理知識、規(guī)律、原則和定律主要包含三大牛頓運動定律、動能和動量定理、萬有引力定律、動量和能量守恒定律等。與此同時,力學方面的綜合性題目也主要考查學生了解和認識這些基本定律的情況,以借此來考察學生的抽象思維能力、空間想象能力、邏輯思維能力以及判斷力等。但是力學方面的物理題目以其具有復雜的受力情況而常常使學生無從下手。因此,在實際的力學題目求解的過程中,學生必須要結(jié)合相應的力學方面知識來分階段地解決有關(guān)力學題目,逐步解開力學知識的難點,從而借此來獲取相應的解題思路,從而達到求解有關(guān)力學問題的目的。另外,需要注意的是,鑒于力學方面的題目比較繁雜,所以單純地依靠單一的解題方法是遠遠不夠的,必須要綜合多種解題法來進行綜合解決,以便可以更好地解決力學方面有關(guān)的物理問題。
基于高中物理力學部分知識所具有的上述特征,相應的解題程序主要依照下述程序來進行:其一,要結(jié)合題干信息來合理選擇受力分析的研究對象,并對其進行受力分析和運動分析;結(jié)合研究對象的具體物理過程來實施分段研究,以便進一步確定相關(guān)力學問題的求解思路。其二,在確定有關(guān)力學題目的解題思路之后,需要合理選擇力學規(guī)律、性質(zhì)及相應的解題方法來對不同力學分析階段來進行正確解答,并結(jié)合題干信息中的已知信息來列出相應的求解方程。其三,充分挖掘題干信息中的潛在力學條件,結(jié)合問題的特征來進行合理分析,構(gòu)建求解題目的輔助性參數(shù)方程式,然后通過求解方程即可達到求解高中物理力學題目的目的。但是在實際的應用過程中,未必一定需要嚴格按照上述流程來進行,具體依舊需要結(jié)合力學題目的實際情況來合理確定求解的基本思路,提升解題的靈活性。
二、 豐富解題方法,構(gòu)建解題技巧
力學作為高中物理中重要的組成部分,其相關(guān)題目包含著多方面的知識,所以解題難度比較大,必須要采用科學、合理的解題方法來加以解決。而力學方面常見的解題方法主要包括如下幾種:
1. 圖象法(受力圖法)。在大多數(shù)高中物理力學題目求解的過程中,需要先對題干信息進行詳細的調(diào)查和了解,明確受力分析的對象,確定其承受的各種內(nèi)力和外力情況,且不可一邊分析受力一邊處理受力。而應該從整體上來構(gòu)建研究對象的受力圖,以便更好地挖掘題干重要信息,進而達到求解力學題目的目的。
例1 如圖1所示,在兩根間距為4 m的桿端A和B位置處系一根長度為5 m的繩子,在繩子上懸掛一個輕質(zhì)、光滑的掛鉤,并在其下部懸掛一個重量為12 N的物體,待物體達到平衡狀態(tài)之后,試求繩子的張力T值。
解析:該道例題是一道典型的力學題目,其主要考查學生對于三力平衡的理解和認識,具體的解題思路主要為:先確定本次受力的研究對象為輕質(zhì)掛鉤,然后對其進行受力分析,繪制出相應的受力圖(如圖1所示),且列出相應的受力平衡方程,最后將題干信息中的已知條件帶入到所列出的求解方程中來進行求解。而在選用具體的受力分析法時,可以采用相似三角形法、正交分解法等多種方法。比如,針對正交分解法而言,假定細繩同水平面之間的夾角為α,借助平行四邊形法的平衡分析可知:2Tsinα=F,且F=12,sinα=3/5,代入即可求得本題答案為T=10 N。
2. 分析法。相較于圖象法,分析法的解題技巧的出發(fā)點有所不同,具體就是其主要從未知參數(shù)量入手,結(jié)合題干中的有關(guān)條件來求出力學題目的求解方程式,同時還需要詳細地分析題干信息中所涉及的未知量,直至可以收集到足夠的未知求解信息。鑒于該種解題技巧具有很強的目的性,所以實際的解題效率比較高。
例2 如圖2所示,在斜面上固定一個質(zhì)量為1 kg的物體,對該物體實施向上的拉力F,待持續(xù)1 s時間之后撤去相應的受力F,相應的物體運動v-t圖象如圖3所示,試求F的大小。
解析:該道例題是一道涉及力學和運動學的綜合力學題目,具體求解方法主要為:先根據(jù)題干信息以及有關(guān)圖象來確定題干求解的已知條件,結(jié)合不同階段的運動情況來推測其受力情況,具體需要應用牛頓第二定律來進行確定:在0~1 s區(qū)間內(nèi),由v-t圖象可知:a1=12 m/s2;F-μmgcosθ-mgsinθ=ma1。在0~2 s區(qū)間內(nèi),由v-t圖象可知:a2=-6 m/s2,物體此時具有向上初速度;-μmgcosθ-mgsinθ=ma2。通過兩個方程聯(lián)立即可確定F=18 N。
三、 加強解題訓練,提升解題效率
除了掌握力學解題方法和技巧之外,為了可以使學生靈活運用這些解題技巧來解決物理力學題目,教師必須要引導學生積極參與解題訓練,以便可以借助力學題目求解來逐步提升學生靈活運用解題方法和技巧來提升物理力學解題的能力。但是必須要確保解題訓練的層次化和適宜性,避免因過難的解題訓練而打擊學生的信心,確保訓練的效果。
總之,力學部分作為高中物理教學的重難點,也常常作為高考物理試題中的壓軸題。為了可以有效地幫助學生渡過力學求解這道難關(guān),教師需要引導學生明確解題程序的基礎上,綜合運用圖象法、分析法以及隔離(整體)法等多種力學解題法,同時需要加強力學解題訓練,以便不斷提升學生分析和解決力學問題的能力,從而為提升學生的物理解題技能奠定扎實基礎。endprint