物理學(xué)習(xí)要從宏觀上把握

　　物理是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的自然科學(xué)。在高中階段，要想學(xué)好物理這一學(xué)科，就要從宏觀上去把握物理，形成物理研究分析的整體思想認(rèn)識(shí)，如何從宏觀上去把握物理呢？首先我們要了解物理研究的內(nèi)容是什么？根據(jù)物理的學(xué)習(xí)內(nèi)容可將物理問(wèn)題從宏觀上分為兩大類(lèi)：一類(lèi)即現(xiàn)象及現(xiàn)象變化類(lèi)物理問(wèn)題，另一類(lèi)為現(xiàn)象變化的原因物理問(wèn)題。
　　一
　　細(xì)數(shù)一下我們學(xué)過(guò)的對(duì)物理現(xiàn)象及現(xiàn)象變化描述的物理量中都有：
　　（一）現(xiàn)象（或者狀態(tài)類(lèi)）類(lèi)物理量
　　1.物質(zhì)：質(zhì)量（m），密度（ρ）；物質(zhì)屬性物理量：各種因數(shù)或常數(shù)。
　　2.能量：動(dòng)能（mv/2），勢(shì)能（重力勢(shì)能mgh，彈性勢(shì)能k/2，電勢(shì)能——在勻強(qiáng)電場(chǎng)中E=qEx），熱能（Q）。
　　3.空間：體積（V），位置，路程（s），形變（x），速度（v）（或線速度等）；空間場(chǎng)的強(qiáng)弱量：電場(chǎng)強(qiáng)度（E），重力場(chǎng)強(qiáng)度（g），磁場(chǎng)強(qiáng)度（B）等；空間物體狀態(tài)量：速度，動(dòng)量。
　　4.時(shí)間：時(shí)刻間隔，周期，頻率（角速度）。
　　（二）現(xiàn)象（或者狀態(tài)改變量）類(lèi)物理量
　　1.能量變化量：動(dòng)能的變化量，勢(shì)能的變化量；物體作用效果空間積累量：功（W）空間效果積累快慢量：功率。
　　2.空間變化量：位置的變化即位移（x）或路程，形狀的變化即形變（x），物體空間狀態(tài)變化量。
　　3.時(shí)間變化量：時(shí)間，物體作用效果時(shí)間積累量——沖量。
　　通過(guò)我們對(duì)物理現(xiàn)象及現(xiàn)象變化的研究可以發(fā)現(xiàn)，任何描述物理現(xiàn)象的物理量在物理運(yùn)動(dòng)過(guò)程中都有相互聯(lián)系，都可以用物理關(guān)系式表達(dá)出來(lái)。
　　二
　　另外物理量發(fā)生變化過(guò)程中，一定有某種內(nèi)在因素在起作用，使物理現(xiàn)象發(fā)生了變化。如：
　　（一）物體狀態(tài)變化與內(nèi)在因素的對(duì)應(yīng)
　　速度變化快慢即加速度的產(chǎn)生的內(nèi)因是：合外力
　　力與物體運(yùn)動(dòng)變化快慢之間的規(guī)律F=ma（因果關(guān)系表達(dá)式）
　　勻速圓周運(yùn)動(dòng)力與狀態(tài)變化之間的規(guī)律：F=mv/r（因果關(guān)系表達(dá)式，即線速度方向的變化是由于向心力作用的結(jié)果）
　　動(dòng)量變化的內(nèi)在因素即合力的沖量：Ft=mv-mv
　　能量變化的內(nèi)在因素即合外力的功——如能量規(guī)律中的動(dòng)能定理FX=E-E
　　（二）物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的現(xiàn)象物理量之間的相互聯(lián)系
　　同一過(guò)程中的物理量對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：如勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律公式中的速度、加速度、位移、時(shí)間之間存在相互聯(lián)系。即速度規(guī)律公式v=v+at，位移規(guī)律公式X=vt+at/2，速度位移公式v-v=2aX。這些是現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的物理量之間存在的關(guān)系。
　　又如電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過(guò)程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流或電動(dòng)勢(shì)這一電磁現(xiàn)象物理量與磁通量變化之間的聯(lián)系規(guī)律：E=n（ΔФ/Δt）（因果關(guān)系表達(dá)式）。
　　還有能量變化過(guò)程中，如果是只有重力或彈力做功時(shí)，初未狀態(tài)能量關(guān)系表達(dá)規(guī)律就是機(jī)械能守恒定律。
　　（三）具體應(yīng)用
　　例1：在光滑的絕緣水平面上，有一個(gè)正方形的abcd，頂點(diǎn)a、c處分別固定一個(gè)正點(diǎn)電荷，電荷量相等，如圖所示。若將一個(gè)帶負(fù)電的粒子置于b點(diǎn)，自由釋放，粒子將沿著對(duì)角線bd往復(fù)運(yùn)動(dòng)。粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中（ ）
　　A.先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)
　　B.先從高電勢(shì)到低電勢(shì)，后從低電勢(shì)到高電勢(shì)
　　C.電勢(shì)能與機(jī)械能之和先增大，后減小
　　D.電勢(shì)能先減小，后增大
　　解析：由于在ac兩點(diǎn)上分別固定了同種正電荷，那么在ac連線兩側(cè)形成對(duì)稱的電場(chǎng)，在連線的垂直平分線上以垂足為分界點(diǎn)又形成了沿bd向上向下的電場(chǎng)，而且是由垂足向兩側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小。那么帶負(fù)電的粒子從靜止釋放后，在靜電力（先與速度同方向作用，后與速度反方向作用）的作用下沿b向d的方向先做變加速運(yùn)動(dòng)，后做變減速運(yùn)動(dòng)，由F=ma可知（因果關(guān)系），加速度是個(gè)變量，故不選A；在這個(gè)過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功（功是能變化的量度，因—功，果—能的變化，W=ΔE），而且往返的過(guò)程中電場(chǎng)力做功之和為零，故電勢(shì)能與機(jī)械能之和保持不變，不選C；從b到d的過(guò)程中，電勢(shì)的變化是先升高后降低，故不選B；由于電場(chǎng)力先做正功，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力后做負(fù)功，電勢(shì)能再增大。故選D。
　　從此題的解析可以看出，當(dāng)做好相關(guān)信息分析以后，能夠正確處理因果關(guān)系，是解題的關(guān)鍵，也是解題的方向。
　　例2：（09年天津卷）如圖所示，質(zhì)量m=0.3kg的小車(chē)靜止在光滑的水平面上，車(chē)長(zhǎng)L=15m，現(xiàn)有質(zhì)量m=0.2kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以水平向右的速度v=2m/s從左端滑上小車(chē)，最后在車(chē)面上某處與小車(chē)保持相對(duì)靜止。物塊與車(chē)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，取g=10m/s，求
　　（1）物塊在車(chē)面上滑行的時(shí)間t；
　　（2）要使物塊不從小車(chē)右端滑出，物塊滑上小車(chē)左端的速度v′不超過(guò)多少？
　　答案：（1）0.24s（2）5m/s
　　解析：本題考查摩擦拖動(dòng)類(lèi)的動(dòng)量和能量問(wèn)題。涉及動(dòng)量守恒定律、動(dòng)量定理和功能關(guān)系這些物理規(guī)律的運(yùn)用。
　　（1）設(shè)物塊與小車(chē)的共同速度為v，以水平向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有
　　mv=（m+m）v①
　　設(shè)物塊與車(chē)面間的滑動(dòng)摩擦力為F，對(duì)物塊應(yīng)用動(dòng)量定理有
　　-Ft=mv-mv②
　　其F=μmg③
　　解得t=
　　代入數(shù)據(jù)得t=0.24s④
　　（2）要使物塊恰好不從車(chē)廂滑出，須物塊到車(chē)面右端時(shí)與小車(chē)有共同的速度v′，則
　　mv′=（m+m）v′⑤
　　由功能關(guān)系有
　　mv′=（m+m）v′+μmgL⑥
　　代入數(shù)據(jù)解得v′=5m/s
　　故要使物塊不從小車(chē)右端滑出，物塊滑上小車(chē)的速度v′不能超過(guò)5m/s。
　　總之，要想正確處理好物理問(wèn)題必須在宏觀上把握好物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程及過(guò)程中不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)的狀態(tài)對(duì)應(yīng)的關(guān)系，并分析出物理規(guī)律，將對(duì)應(yīng)的規(guī)律用表達(dá)式反映出來(lái)，列方程解答即可。
　　在宏觀上把握好了，就如戰(zhàn)場(chǎng)上有了戰(zhàn)略思想，解題就好比是具體戰(zhàn)術(shù)的應(yīng)用了，沒(méi)有一個(gè)好的戰(zhàn)略思想難以形成好的具體戰(zhàn)術(shù)。如果把中學(xué)物理這門(mén)科學(xué)比做高樓大廈，那么物理概念和物理規(guī)律就是構(gòu)成這座大廈的磚石和鋼筋與框架。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　［1］高中物理課本.高考試卷山東、天津卷.