淺談用思維導圖復習物理力學

段向郡妮 成都樹德中學

在高中理科中得物理者得天下，而物理是相對較難的一門學科，大部分都有這樣的經歷：“上課一講就懂，考試一做就錯。”基于這種情況，課后的及時復習鞏固就顯得格外重要。

一、力

力是力學中的核心要素，是一切力學概念的前提條件，雖然有關力的概念并不是十分難以理解的，但對于一些細小知識點是一定要準確記憶的。比如說力的圖示和力的示意圖，如果不仔細區分的話，是很容易混淆的。

（一）力的性質

首先，力是一個矢量，既有大小又有方向；其次，力是不能脫離物體而存在的，如果一個物體受到力的作用，那么一定有另一個物體對它施力；再次，力在兩個物體之間的作用是相互的，效果是相同的；最后，力還具有同時性，也就是說力同時產生同時消失。

（二）幾種常見的性質力

1.萬有引力：存在與宇宙萬物之間的力，它使行星圍繞太陽旋轉，萬有引力大小:F=（G＊m1＊m2）/r2，其中G為萬有引力常量。

2.重力：重力是地球與物體間萬有引力的一個分力，方向豎直向下(只有在南北兩極點上才指向地心)，另一個分力則在物體隨地球一起旋轉時的充當向心力。

3.彈力：物體發生彈性形變時產生的力。

4.摩擦力：相互接觸的兩個物體，當他們要發生相對運動時，摩擦面就產生阻礙運動的力。摩擦力分為滑動摩擦、靜摩擦和滾動摩擦。摩擦力與受力面積的大小無關。

二、力與運動的關系（力的瞬時作用）

在我們的生活中，牛頓第二定律的應用是最為廣泛的，首先看它的公式F=ma，大家都知道a是加速度，加速度不可能憑空產生，因此如果想要產生加速度，那么這個物體勢必出現受力不平衡的現象，這樣我們便可以趁此機會復習一下如何對運動中的物體進行受力分析，況且我們又知道力的作用是等大反向共線的，這樣不僅回顧了力的概念，還連帶著復習了牛頓第三定律，簡直是一舉兩得。牛頓的三大定律是力學中的重要定律，也是研究經典力學的基礎。因此，通過牛頓第一定律也就是慣性定律——一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止。既然提到了外力，那么就又回到了力使物體改變運動狀態這個問題上了。運動狀態有靜止和運動兩種，而運動又分為直線運動和曲線運動。

（一）直線運動

眾所周知，直線運動有勻速直線運動和變加速直線運動兩種，并且這兩種運動都離不開力。前者是只有在理想條件即絕對光滑、不受力情況下或者是處于受力平衡狀態下成立，并且在現實生活中理想條件實際上是不存在的，所以勻速直線運動與受力平衡也有著極大聯系；而后者與力的聯系就更加緊密了，因為它不僅需要滿足受力不平衡這個前提，而且需要滿足所受合外力與其運動方向一致，自由落體運動就是其中的典型代表。

（二）曲線運動

曲線運動，顧名思義，就是運動軌跡呈曲線的運動，具體又分為平拋運動、勻速圓周運動、簡諧運動等。提到平拋運動，我第一時間想到的就是物理試卷上的常考題型，比如說一個小球以一定的水平初速度從桌子的邊緣落下來了，題目已知桌子高度和初速度，求小球的落地時間以及落地點與桌子的距離等等。這種題目在不采用其他方法的前提下就無法一望而解了，于是物理學家們就采用了一種新的方法進行求解，我們將這個簡單的平拋運動進行運動分解，分解成水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動，巧妙地避開了硬著頭皮直接求解這種既費時又費力的暴力解題方法。

勻速圓周運動，就是某一質點按照一定的速率運動，在相等的時間內通過的圓弧長度相等。這一種運動在生活中比比皆是，比如說我們手腕上精準地以相同的速率繞著表盤一圈圈走動的指針、游樂場里的抽獎轉盤、馬路上勻速行駛的汽車的車輪等。這種運動還常常在物理磁場題中因為物體的重力與電場力或者是洛倫茲力相平衡時出現，給我們學生帶來了一個又一個的阻礙。但是它本身是有一定的解題技巧的，比如說物體所受合外力的大小是永遠不變的但力的方向卻始終是指向軌跡圓的圓心，再比如說一旦它的速率大小確定了那么在磁場中軌跡圓的半徑就是一個定值了，也因此出現了磁聚焦現象。

至于簡諧運動，這只是一種振動圖像是正弦函數的運動，在生活中并不常見，在復習時只要知道這一點就足夠了。

三、力與動量（力在時間上的積累）

通過牛頓第三定律我們接觸到了作用力與反作用力這一概念，因而可以順利地聯想到了反沖這一物理現象。反沖是力的相互作用的完美體現，火箭通過向下噴氣來獲得向上的反沖力，從而飛向宇宙；用錘子釘釘子時手會感到疼痛，這些都是生活中的反沖現象。反沖是動量守恒定律的應用之一，另一個則是生活中十分常見的碰撞。碰撞有彈性碰撞和非彈性碰撞之分，二者最大的不同在于有前者在全部過程中不會有任何的能量損失。在碰撞的類型題中，動量和沖量這一對好搭檔是解題的關鍵，動量是狀態量，沖量是過程量，它們共同構成了動量定理P=Ft，進而衍生出了動量守恒定律。

四、力與功（力在空間上的積累）

如果一個力作用在物體上，并且物體在這個力的方向上移動了一段距離，在力學的理念里就認為這個力做了功。一提到功，我就會想到另外一個詞語——功能關系，功能關系在高中階段有兩種一個是動能定理，另一個是機械能守恒定律。機械能包括動能和勢能，而勢能又分為重力勢能和彈性勢能。

（一）動能定理

動能是指一個物體因運動而產生的能量，它只與一個物體的始末狀態有關。因此在解決一些復雜的關于運動學的大題時，可以不用把每一個運動過程都分析得徹底，只用關注需要求解部分和運動初始狀態就足夠了。除此之外，我們還可以用動能定理的表達式來推導出動能和動量之間的關系式P2=2mEk

（二）機械能守恒定律

機械能守恒定律是指在只有重力或彈力對物體做功的條件下(或者不受其他外力的作用下），物體的動能和勢能（包括重力勢能和彈性勢能）發生相互轉化，但機械能的總量保持不變。

五、使用思維導圖復習的好處

（一）使用思維導圖可以將力學的各個板塊有機地結合在一起，使得使用者形成自己獨有的思維體系，在遇到難題時會自發地想到多種解題方法，大大減少了思維定式的危害。

（二）使用思維導圖不僅可以在復習某一種力時形成系統的知識結構，還可以將不同種類的力進行分類、合并、重新組合。這樣會在最后進行總復習時帶來意外的驚喜。

（三）同時在繪制個人的思維導圖時，我們可以通過整合知識點來進行聯想，例如可以通過洛倫茲力與安培力想到將動生現象與電磁場結合形成一道壓軸題。

（四）思維導圖是一種進行科學研究的方法和基礎，不僅適用于復習物理，還適用于其他方面和其他學科，這為我們在大學時寫研究生論文查找資料提供了思路和捷徑。