高中物理力學(xué)部分解題策略淺析

譚志紅?オ?

一、引言

高中力學(xué)解題需要有一定的策略，包括解題的步驟以及解題所選用的方法.誠然，沒有一種解題策略和解題方法適用于所有的題目，但是，如果把常用的解題步驟和方法進(jìn)行總結(jié)，對(duì)于高中生的物理力學(xué)問題解答以及提升解題速度還是大有裨益的.

二、高中物理力學(xué)解題策略

（1）選取研究的對(duì)象

解題的過程中需要選擇合適的研究對(duì)象，明確研究的對(duì)象是一個(gè)物體還是一個(gè)物體體系.需要說明的是，有的題目始終都是同一個(gè)研究對(duì)象，有的則需要在不同的階段考慮不同的研究對(duì)象.

（2）建立物理模型，認(rèn)真審題

解決問題的過程中，物理題目中包含的信息眾多，其中的現(xiàn)象很復(fù)雜，有時(shí)候?yàn)榱私鉀Q某個(gè)物理問題，需要忽略一些次要的因素，建立一個(gè)物理模型用以研究問題.經(jīng)常建立的模型有兩種，一種是對(duì)象模型，這種物理模型往往將物體理想化，將物體看做只有質(zhì)量而沒有大小的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)也忽略分子之間的相互作用力.我們經(jīng)常在物理題目中見到理想氣體、光滑平面、質(zhì)點(diǎn)等字眼，這都是在建立物理模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究的.第二種物理模型注重其中的過程，例如解題中常見的平拋運(yùn)動(dòng)、勻加速運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)等，都立足于過程模型.

（3）回歸教材，分析過程

對(duì)于高中物理中的題目，物理教材中大多數(shù)都有相應(yīng)的描述或者既成模型，學(xué)生在解決問題的過程中一定要注意回歸教材，對(duì)題目進(jìn)行定位，回歸教材會(huì)對(duì)解題大有幫助.力學(xué)中，力的圖示、力的分解、碰撞模型等等.力學(xué)的解題過程中，學(xué)生要畫出研究對(duì)象的受力分析圖，并對(duì)其中的力（注意不要遺漏）進(jìn)行正確的分解，對(duì)于文字描述性的題目，自己也要在草稿紙上畫出模型，進(jìn)行過程分析.

（4）選擇適當(dāng)?shù)囊?guī)律，選擇最優(yōu)解題方案

對(duì)于整個(gè)題目進(jìn)行受力分析以后，再對(duì)應(yīng)物理課程中的物理規(guī)律，對(duì)于同一個(gè)物理問題，要學(xué)會(huì)選擇使用不同的角度分析，拓寬思路，以此制定最優(yōu)的解題方案.高中的力學(xué)的主要內(nèi)容：牛頓第二定律、牛頓第三定律、萬有引力定律、動(dòng)量守恒、能量守恒、動(dòng)量定理等等，有些問題可以使用多種方法解決，但是最優(yōu)的解決方法往往事半而功倍.

（5）對(duì)于結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和討論

使用一定的方法解決了物理問題，還需要在解決問題以后對(duì)于結(jié)果進(jìn)行討論和驗(yàn)證，討論和驗(yàn)證往往具有兩種作用，其一是檢驗(yàn)解題的過程和結(jié)果是否正確，保證計(jì)算正確；其二是根據(jù)實(shí)際情況對(duì)已經(jīng)算出的結(jié)果進(jìn)行取舍，例如在求力的時(shí)候，得出了兩個(gè)解：F1=5 N；F2=-3 N；顯然力沒有負(fù)數(shù)，應(yīng)該把不符合實(shí)際情況的值舍掉，求出最優(yōu)解.

實(shí)際的解題訓(xùn)練中，首先應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生用一般解題步驟，而后將學(xué)生的解題策略逐漸規(guī)范化和自然化，達(dá)到手到[HJ1.5mm]擒來的境界.

三、解題策略應(yīng)用分析

例1如圖1所示，a、b為兩個(gè)帶有電荷的物體，兩個(gè)物體的質(zhì)量均為m，圖中小球a所帶的電荷量為+2q，小球b所帶有的電荷量為-q，假設(shè)連接小球的繩子絕緣，且繩重不計(jì)，用絕緣繩如圖1所示懸掛于天花板上，給小球施加一個(gè)方向向左，電場(chǎng)強(qiáng)度為E的均勻電場(chǎng)，當(dāng)兩個(gè)小球達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，其位置關(guān)系應(yīng)該為圖2中的

[TP12GW09.TIF，BP#]

分析根據(jù)以上的解題策略，確定研究的物體為圖中的a、b，其物理模型是教材中的典型模型，我們對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行分析，我們要求的是a、b兩球的最終狀態(tài).使用整體法進(jìn)行分析，分析整個(gè)體系，結(jié)果看似應(yīng)該選擇A.但是，題目中說明a、b兩球所帶有的電荷量是不同的，如果簡(jiǎn)單地將兩個(gè)球看做一個(gè)整體進(jìn)行分析，那么水平方向的電場(chǎng)力不均衡.我們選用物理公式F=Eq，對(duì)整體中的兩個(gè)物體受力進(jìn)行分析，對(duì)于小球a可以得出：F=Eq=+2Eq；對(duì)于小球b：F=Eq=-Eq，那么整體應(yīng)該向左，A選項(xiàng)被排除.對(duì)剩下的三個(gè)圖進(jìn)行分析，其夾角有所不同，與垂向的夾角為α，再使用整體法進(jìn)行分析，將a、b看做一個(gè)整體，此時(shí)我們選擇物理公式tanα=[SX（]Eq[]2mg[SX）]，再對(duì)小球b進(jìn)行分析，它與垂向是夾角為β，同樣的利用公式可以得出α<β，也就是a球與垂向的夾角大于b球，故此，本題選C.

例2若將一個(gè)物體放在粗糙的水平面上，已知物體的質(zhì)量為M，與此同時(shí)，將一個(gè)質(zhì)量為m的物體置于傾角為θ的光滑斜面上，此時(shí)讓m物體自由下滑（不計(jì)空氣阻力），那么下滑過程中，斜面受到的靜摩擦力與地面的支持力為多少？

分析這類題目在解題的過程中最為常見，表面一看是一道很復(fù)雜的題目，其中涉及到重力加速度、摩擦力、重力、支持力等.我們尋找本題的題眼，不難發(fā)現(xiàn)要研究的是斜面，那么問題就簡(jiǎn)單了，我們圍繞斜面這個(gè)中心來解決問題，在物體下滑的過程中產(chǎn)生的加速度為a=gsinθ，方向與斜面平行向下，光滑斜面與物體之間不存在摩擦，因此只要對(duì)物體m與斜面系統(tǒng)以外的地面對(duì)其產(chǎn)生的支持力與摩擦力進(jìn)行分析與考慮，此時(shí)便可以使用整體分析法解題.對(duì)斜面進(jìn)行簡(jiǎn)單的受力分析，可以將合力算出，根據(jù)牛頓的第二定律不難得出：

Fx=f=macosθ=mgsinθcosθ；

f=[SX（]1[]2[SX）]mgsin2θ；

斜面所受的支持力是垂向的，因此

Fy=（M+m）g-N=mgsin2θ；

N=（M+m）g-mgsin2θ.