彭進(jìn)宇

(廣西工業(yè)技師學(xué)院,廣西南寧 530031)

物理公式定理定律多，綜合性強(qiáng)，一環(huán)緊扣一環(huán)，有時(shí)借助幾個(gè)公式才能解出一道題。就拿物理學(xué)中的運(yùn)動(dòng)力學(xué)來(lái)說(shuō)吧，這部分內(nèi)容是中職物理學(xué)中的重要組成部分，是學(xué)好整個(gè)中職物理學(xué)的基礎(chǔ)和前提。在教學(xué)大綱和個(gè)別學(xué)校單招考試內(nèi)容中占有極大的比例，能夠熟練準(zhǔn)確分析并順利解題，這基本上決定了你最終的結(jié)果。前面學(xué)不好，會(huì)嚴(yán)重打擊你的學(xué)習(xí)積極性，影響著你對(duì)后面內(nèi)容學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。所以學(xué)好前面的知識(shí)至關(guān)重要，但是如何才能更有效地學(xué)好運(yùn)動(dòng)力學(xué)也是大家普遍比較關(guān)心的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)我多年的總結(jié)歸納，我認(rèn)為“一分為二”的學(xué)習(xí)方法是比較容易掌握且比較實(shí)用的方法，適合我們中職學(xué)生的學(xué)情。掌握這些方法，可以幫助我們?cè)诔晒忸}的道路上縮短了時(shí)間，贏得了勝利。

一、分析運(yùn)動(dòng)類型中的一分為二

從運(yùn)動(dòng)力學(xué)這個(gè)詞面分析，我們就明白了想要學(xué)好這個(gè)板塊的物理，肯定離不開受力分析和運(yùn)動(dòng)分析。我們單講運(yùn)動(dòng)類型分析這一方面看，同學(xué)們會(huì)覺得運(yùn)動(dòng)類型五花八門，什么勻變速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)以及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)電荷在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等，公式繁多讓人眼花繚亂，根本無(wú)法入手。其實(shí)不然，如果大家在平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中能夠仔細(xì)分析，并不難發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律。根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡我們完全可以把以上提到的這些運(yùn)動(dòng)歸納為兩大類，即直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)。

第一種是合力方向和初速度方向在同一條直線上的運(yùn)動(dòng)就是直線運(yùn)動(dòng)，而要求我們掌握的直線運(yùn)動(dòng)又分為勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)兩種。勻速直線運(yùn)動(dòng)在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)又分為勻加速直線運(yùn)動(dòng)和勻減速直線運(yùn)動(dòng)兩種，加速度方向和初速度方向相同為勻加速直線運(yùn)動(dòng)；加速度方向和初速度方向相反為勻減速直線運(yùn)動(dòng)。我們只要按照題目給出的已知條件分析，然后套用概念就可以判斷出是直線運(yùn)動(dòng)中的勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的哪一種運(yùn)動(dòng)了。接著根據(jù)這些運(yùn)動(dòng)類型的特點(diǎn)和公式找準(zhǔn)切入點(diǎn)就可以解題了。

第二種是合力方向和初速度方向不在同一條直線上的運(yùn)動(dòng)就是曲線運(yùn)動(dòng)，而曲線運(yùn)動(dòng)又分為平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，把它分為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這樣又可以用前面的勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)去解決這兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題了。對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)，可分為一般生活中的圓周運(yùn)動(dòng)和宇宙航行的圓周運(yùn)動(dòng)，區(qū)別在于什么力提供向心力。對(duì)于生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，先對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，求出指向圓心的合力即為向心力，運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行解題；對(duì)于宇宙天體的圓周運(yùn)動(dòng)，主要根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律即可求解。這樣根據(jù)題目運(yùn)動(dòng)類型特點(diǎn)一層一層抽絲剝繭，結(jié)合各種運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及其公式，不易混淆。有時(shí)候有些同學(xué)解曲線運(yùn)動(dòng)的題目，用直線運(yùn)動(dòng)的公式解題，這是沒(méi)有分清運(yùn)動(dòng)類型胡亂套用公式的結(jié)果。所以如果我們先分清楚屬于哪種運(yùn)動(dòng)類型，那么解題就成功了一半。

二、連結(jié)體受力分析中的一分為二

說(shuō)完運(yùn)動(dòng)類型分析，接著談?wù)勈芰Ψ治?。受力分析是運(yùn)動(dòng)力學(xué)中的一大難點(diǎn)，如果是單個(gè)研究對(duì)象相對(duì)來(lái)說(shuō)還可以輕松一些，但是如果遇到兩個(gè)或者兩個(gè)以上的研究對(duì)象在一起時(shí)，同學(xué)們就比較難掌握了。所以正確完成受力分析是能夠順利解題的前提條件，連接體的受力分析更是令中職生頭疼不已。

對(duì)于連結(jié)體的受力分析，初學(xué)者往往一看題目，發(fā)現(xiàn)那么多受力研究對(duì)象，就不懂如何入手了，解題的意愿就會(huì)減半，甚至有些同學(xué)會(huì)選擇放棄，這樣就很可惜了，同時(shí)也是高考物理低分的原因之一。如果我們能夠合理運(yùn)用整體法和隔離法，問(wèn)題就變得容易多了。但是什么時(shí)候用整體法，什么時(shí)候用隔離法呢？我們還是要采取“一分為二”的原則，第一，如果在分析兩個(gè)或兩個(gè)以上的研究對(duì)象組成的系統(tǒng)整體受力情況或分析外力對(duì)系統(tǒng)整體的受力情況時(shí)，宜用整體法，若還要借助內(nèi)力解題，則還要先運(yùn)用隔離法然后再用整體法；第二，如果在分析系統(tǒng)內(nèi)部各物體之間或一個(gè)物體內(nèi)部各部分之間的相互作用力時(shí)，往往采取隔離法，當(dāng)系統(tǒng)各物體運(yùn)動(dòng)情況相同時(shí)，有時(shí)候還要先用整體法再用隔離法。也就是說(shuō)，整體法和隔離法不是獨(dú)立的，是先整體后隔離，還是先隔離后整體，要取決于題目給出的條件和所求的問(wèn)題。

對(duì)于一些復(fù)雜問(wèn)題，通常需要多次選取研究對(duì)象，這時(shí)候要整體法和隔離法交替使用，這需要大家平時(shí)多練習(xí)，不斷積累解題經(jīng)驗(yàn)，就是所謂的“熟能生巧”。

三、正交分解法中的一分為二

在受力分析的過(guò)程中，求合力或者分力，當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的力不在同一直線上時(shí)，往往借助正交分解法去解決問(wèn)題?？墒钱?dāng)要把不在坐標(biāo)軸上的力分解時(shí)，就有數(shù)學(xué)功底稍差的同學(xué)犯愁，往往對(duì)于運(yùn)用三角函數(shù)的正弦、余弦還是正切不知所措，把正交分解法解題與三角形法則解題搞混了。其實(shí)正交分解法是把不在坐標(biāo)軸上的力F分解到x軸和y軸兩個(gè)方向上，只有兩種情況。那就是找出不在坐標(biāo)軸上的力F與坐標(biāo)軸的夾角α，不在坐標(biāo)軸的力F作為斜邊，用這個(gè)力和分解到x軸和y軸的兩個(gè)分力構(gòu)成了直角三角形，利用直角三角形的三角函數(shù)知識(shí)，我們就知道分解出來(lái)的兩個(gè)分力要么是夾角α的對(duì)邊，要么是夾角α的鄰邊，所以這個(gè)力F的兩個(gè)分力要么是Fsinα，要么是Fcosα兩種情形，是不可能會(huì)出現(xiàn)正切這個(gè)三角函數(shù)的。正交分解完畢后，我們?cè)儆谩耙环譃槎钡姆椒?，分別對(duì)x軸和y軸求合力，運(yùn)用二力平衡或者牛頓第二定律就可以順利解題了。

四、利用平衡與不平衡解題中的一分為二

受力分析是物理學(xué)中求解問(wèn)題的關(guān)鍵一環(huán)，當(dāng)我們受力分析完成以后，就要著手展開解題，這個(gè)時(shí)候仍然有部分同學(xué)不知道如何入手。其實(shí)只要我們平時(shí)懂得總結(jié)，就不難發(fā)現(xiàn)，在x軸和y軸兩個(gè)方向上的力，一是“一分為二的”，不外就是平衡與不平衡兩種情況。如果題目給出的條件是平衡的，則有x軸正反兩個(gè)方向的力相等或x軸的合力為零，y軸正反兩個(gè)方向的力相等或y軸的合力為零，分別建立兩個(gè)等式利用數(shù)學(xué)知識(shí)就可以解決問(wèn)題了。如果題目給出的條件是不平衡有加速度的，就要看清楚是哪個(gè)軸不平衡？則要在這條軸線上運(yùn)用牛頓第二定律F合=ma去解決問(wèn)題。如果是兩條軸都不平衡，就要分別對(duì)x軸和y軸這兩個(gè)方向運(yùn)用牛頓第二定律F合=ma，問(wèn)題就可以得到解決。在教學(xué)中，開始的時(shí)候很多同學(xué)都很迷茫，不知道如何開展解題過(guò)程。經(jīng)過(guò)點(diǎn)撥，同學(xué)們都覺得物理簡(jiǎn)單多了，屢試不爽。

五、求加速度中的一分為二

加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁和紐帶，其重要性不言而喻。在解題過(guò)程中，我們經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)，很多題目都會(huì)要求同學(xué)們求加速度。可是求加速度的公式也不少啊，用哪個(gè)公式合適？同學(xué)們這個(gè)時(shí)候又要費(fèi)一番腦汁了。如果我們平時(shí)經(jīng)常歸納總結(jié)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)中職物理求加速度也是分為兩個(gè)方向，第一個(gè)方向是運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的三個(gè)關(guān)系式來(lái)求，另一個(gè)方向是運(yùn)用牛頓第二定律來(lái)求。只要我們?cè)诮忸}時(shí)分清楚求解方向，根據(jù)已知條件判斷該走哪條路，根據(jù)不同方向用不同的公式，自然而然就可以得到我們想要的結(jié)果了。例如，題目涉及力和質(zhì)量，則要考慮運(yùn)用牛頓第二定律解題；如果題目涉及了速度、位移和時(shí)間，則要運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的三個(gè)關(guān)系式求解了。只是對(duì)于求圓周運(yùn)動(dòng)的加速度，有同學(xué)不會(huì)變通，套用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的關(guān)系式求，這是錯(cuò)誤的。因?yàn)橹本€運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)是不同的兩種運(yùn)動(dòng)類型，是不能混為一談的。圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，也是運(yùn)用牛頓第二定律求解向心加速度的。我們先進(jìn)行受力分析，找出指向圓心的合力，然后同樣運(yùn)用F合=ma這個(gè)公式，問(wèn)題就可以得到解決。

六、牛頓第二定律解題類型中的一分為二

牛頓第二定律是力學(xué)中的核心內(nèi)容和考試的熱點(diǎn)，它貫穿著整個(gè)運(yùn)動(dòng)力學(xué)，后面的許多知識(shí)都與牛頓第二定律有關(guān)，許多題型都離不開牛頓第二定律，雖然看起來(lái)五花八門，但是萬(wàn)變不離其宗，中職物理利用牛頓第二定律解題一般就兩種類型。第一種是已知物體的受力情況求它的運(yùn)動(dòng)情況，即要求初速度v0、瞬時(shí)速度v、時(shí)間t或位移x等，這些物理量涉及的式子一般與加速度a有著密切的關(guān)系。所以我們先通過(guò)牛頓第二定律F合=ma求出加速度a，再運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式即可求出要求解的問(wèn)題了。另一種類型就是已知物體的運(yùn)動(dòng)情況求它的受力情況，即要求彈力F彈、摩擦力Ff、彈簧的彈性系數(shù)k或動(dòng)摩擦因數(shù)μ或者物體的質(zhì)量m等與力有關(guān)的物理量。在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，這些量一般是結(jié)合牛頓第二定律求解的，所以我們先從已知運(yùn)動(dòng)的情況入手，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)的三個(gè)基本關(guān)系式求出加速度a，再結(jié)合牛頓第二定律F合=ma就能把問(wèn)題處理了。這兩種題型其實(shí)就是倒過(guò)來(lái)出現(xiàn)，就是讓你判斷先從那邊入手解題，求出加速度a這個(gè)關(guān)鍵因素，再運(yùn)用所學(xué)公式完成解題。

七、求力做功中的一分為二

求某個(gè)力做功是運(yùn)動(dòng)力學(xué)的必修課題，不管是初中還是高中都是重點(diǎn)內(nèi)容，做功的兩個(gè)必要因素就是力和物體在力的方向通過(guò)的位移，所以它是對(duì)同學(xué)們掌握受力分析和運(yùn)動(dòng)分析情況的檢驗(yàn)。如何求出一個(gè)力做了多少功，就成為同學(xué)們要研究的課題。初學(xué)者老是想著用W=FS這個(gè)式子。例如，若足球運(yùn)動(dòng)員將質(zhì)量為0.5 kg的足球踢出，使足球獲得20 m/s的速度，在水平地面上運(yùn)動(dòng)了40 m而停止，已知踢球時(shí)運(yùn)動(dòng)員對(duì)球的平均作用力為100N，求人對(duì)球所做的功是多少？很多同學(xué)很自然會(huì)用W=FS=100×40=4 000 J。如果這樣計(jì)算就錯(cuò)了，因?yàn)?0 m的位移并不是在100N的力作用下完成的。所以要求一個(gè)力做功，也要用“一分為二”的觀點(diǎn)，一種是知道了做功的兩個(gè)必要因素即力和物體在力的方向通過(guò)的位移，這個(gè)力是恒力，就可套用W=FS這個(gè)式子解決。另一種是做功的兩個(gè)必要因素并不清楚，或者這個(gè)力不是恒力的，那我們就不能用定義式解題了，而要利用動(dòng)能定理求解。像剛才那道題，就要用到動(dòng)能定理求解。由此可見，對(duì)于正確選擇解題的方法是很重要的。

八、求力的功率中的一分為二

物理學(xué)是自然科學(xué)和現(xiàn)代工程技術(shù)的重要基礎(chǔ)，是系統(tǒng)性和綜合性非常強(qiáng)的學(xué)科，要具備一定的思維能力、理解能力、運(yùn)算能力和綜合分析能力。尤其是運(yùn)動(dòng)力學(xué)更是學(xué)好物理的基石，運(yùn)用“一分為二”的方法給學(xué)習(xí)者提供有利的幫助，但是要學(xué)好它絕不是一件容易的事情，教師、教材和學(xué)生三個(gè)因素缺一不可。這些因素相互依存、相互聯(lián)系且相互作用。教師作為主體，要主動(dòng)展開教學(xué)研究，把教學(xué)和研究有機(jī)結(jié)合起來(lái)，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，研究教材內(nèi)容特點(diǎn)，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)學(xué)會(huì)總結(jié)，學(xué)會(huì)創(chuàng)新。