史俊峰
物理學是常用的自然科學之一,在初中、高中均有涉及,掌握學習方法和解題技巧對于高中生的物理學習非常重要。基于此,本文試分析高中物理力學部分的學習方法和解題技巧,并在解題技巧部分結合實例進行分析,以期為高中生后續的物理力學部分學習以及整體學習提供一定的幫助。
高中物理存在一定的抽象性特征,因此在學習上存在困難,其中力學部分由于研究對象不可見且存在很多非理想性條件而被公認為是高中物理學習的難點。高中生想較好的學習物理學知識,一要做到牢固掌握理論內容,這需要學習方法的支持;二要做到活學活用,這需要來自解題技巧方面的幫助。分析高中物理力學部分的學習方法和解題技巧,對后續高中生的學習有一定積極作用。
1高中物理力學部分的學習難點和學習方法
1.1高中物理力學部分的學習難點
高中物理和初中物理相比,存在一定的特殊性,其不像初中物理一樣籠統、簡單,可以看作是初中初等物理的一種延伸,也是高等物理學習的基礎。由于上述特征,高中物理力學部分的學習難點也就漸漸明晰了。其帶有物理學一貫的抽象性特點,又具有承上啟下的基本特征,在學習時,要求高中生牢固掌握初中物理力學的基本知識,并且能夠靈活運用,又要求高中生能夠在缺少具體觀察對象、實驗條件不足的情況下,在腦中構畫基本模型、輔助學習,這很大程度上影響了高中物理力學部分的學習,而分析可靠的學習方法和解題技巧,有助于幫助高中生進行學習。
1.2高中物理力學部分的學習方法
1.2.1聯想學習法
高中物理力學部分主要的學習難點之一是缺乏觀察對象和具體實驗條件,這使聯想學習法的重要性極大的凸顯出來。比如力的相互作用,力的相互作用也即相互作用力,為宇宙存在的自然基本力之一,只要一個物體對另一個物體施加了力,受力物體反過來也肯定會給施力物體增加一個力。相互作用力成立的基本條件為:同一作用點、等值、反向、共線。基本理論為一對相互作用力必然是同時產生,同時消失的。在該知識內容的學習中,同一作用點、等值、反向、共線是四個基本要素,高中生在進行學習時,可能會感到理解困難,應用聯想學習法,則相互作用力能夠用踢球來表現。足球從遠處滾來,被高中生用腳停住,同一作用點即為腳面和足球的接觸部位;等值即為停球所用力和足球本身重力以及滾動過程中由于加速度等原因增加的力是相同的,足球才會停下來;反向是指足球滾來的方向和高中生施加給足球作用力的方向是相反的;共線是指兩個作用力處于同一條直線上,互相抵消。應用聯想學習法可以較為直觀的進行高中物理力學部分的學習。
1.2.2分析法
分析法是最常用的學習方法,廣泛應用于各科目、知識點的學習中,其核心原理是各類知識彼此的共通性,應用基礎則是牢固掌握現有知識。以向心力學習為例,向心力是當物體沿著圓周或者曲線軌道運動時,指向圓心(曲率中心)的合外力作用力。“向心力”一詞是從這種合外力作用所產生的效果而命名的。這種效果可以由彈力、重力、摩擦力等任何一力而產生,也可以由幾個力的合力或其分力提供。向心力的力來源是彈力、重力、摩擦力等任何一力或者以上幾個力的合力、分力,在學習時,高中生首先要明晰彈力、重力、摩擦力等基本力,通過分析幾種力的產生、相互作用,理解向心力,這即是基本的分析法原則。
1.2.3隔離分析法
高中物理力學學習中,有部分知識點較為復雜,涵蓋的知識內容較多,學習時可采用隔離分析法。隔離分析法的本質是對知識點進行分解,之后再以普通的分析點對拆解出的小知識點進行分析,從而完成總體學習。比如開普勒行星運動定律的學習,該知識點涉及到圓周運動、橢圓運動等多個知識點,學習時難度較大,高中生可以將各知識點進行拆分,分別理解和學習,實現對整體知識的逐步掌握。
2.高中物理力學部分的解題技巧
2.1明確出題人意圖
在進行解題時,對出題人意圖的理解十分重要,其基本作用是使高中生了解題目涉及到的知識點,之后結合題目尋求思路。如圖1所示,有兩根粗細大小相同但長度不同的A、B木桿,其中,A木桿的長度要比B木桿更長一些。現將這兩個木桿豎直立在同一水平面上,并且保持A、B相距4m,再用一根足夠長度的細繩連接A、B兩個木桿的頂點,并將一個黑色物體用掛鉤懸掛在細繩和兩個木桿之間。已知該黑色物體的重力大小為12N,請問:在黑色物體、細繩與A、B木桿之間達到平衡狀態時,細繩的張力大小T為多少?
該題目應用到的力學知識包括平衡力、重力、張力等,解題前,根據已經條件可以判斷出題人意圖是考量高中生對各類作用力關系的掌握程度,少量數學知識以及計算公式運用的熟練程度,建立關系矩陣后,構畫解題圖形如圖2所示。
可以得出2Tsinα=F,其中α為細繩和水平方向的夾角,F=12N是已知的,以幾何學知識計算,sinα=3/5,因此張力T為10N。
2.2勤加練習,接觸更多題型
不同知識點的搭配一直是物理題目的常見形式,以上一小節中細繩張力題目為例,其應用到的知識點就在3個以上。高中物理力學的內容包括運動的合成與分解、拋體運動、圓周運動、向心力、萬有引力定律及其應用等等,這些題目可以混合搭配成上百種題型,高中生在牢固掌握知識的基礎上,還要勤加練習,從而接觸更多題型,解題時更加得心應手。如圖3所示,物體m放置于水平木板上,假設抬起木板一端,m對模板的壓力和摩擦力會在過程中如何變化。
根據已知條件構畫解題圖如圖4所示。木板抬起的角度變化會導致靜摩擦力增加,但m依然會滑動,根據f=μN,對N的變化進行分析,可以得到相關變化規律,即當抬起角度增加時,滑動摩擦力會減小,同時y方向的方程關系沒有變化,因此木板抬起的過程中,壓力是始終小的,而摩擦力則是先增加后減小。
3總結
通過分析高中物理力學部分的學習方法和解題技巧,了解了相關基本內容。目前來看,由于高中物理力學知識存在一定抽象性,而且缺少觀察、實驗對象,學習方面難度較大,可用的學習方法包括聯想學習法、分析法和隔離分析法。解題技巧方面,首先要明確出題人意圖,其次要綜合運用所學知識,最后要勤加練習,接觸更多題型。后續學習中,了解上述內容對于高中生的物理力學部分學習、解題有一定的幫助。endprint