高中物理力學綜合題解題技巧分析

摘?要：力學綜合題一般綜合性較強、條件隱蔽、情況復雜、難度較大，往往作為高考試卷中的壓軸題，對學生的基礎知識理解與應用能力、分析推理能力等有著較高的要求。基于此，培養學生的力學綜合題解題技巧，已經成為高中物理教學中的重要任務。文章主要對高中物理力學綜合題的解題技巧進行了分析，希望可以為相關研究與高中物理教學實踐提供有效參考。

關鍵詞：高中;物理;力學綜合題;解題技巧

物理是高中教育階段的一門主要學科。從認知結構層面分析，高中物理知識主要包括五個部分，即聲、力、光、電、熱。其中，力學方面的知識相對復雜，涉及原理較多。力學綜合題是包含多個研究對象、多個物理過程、需要運用多個物理規律與物理概念、難度較大、綜合性較強的一種力學題。力學綜合題的主要特點在于知識、能力的綜合上。但從題型方面來看，力學綜合題既可以是選擇題、填空題、問答題，又可以是證明題、計算題。但其中以計算題最為常見，因此下文主要對力學綜合計算題的解題技巧進行分析與研究。

一、?力學綜合題的主要類型

高中物理力學綜合題的類型多種多樣，根據不同分類標準，可將力學綜合題分為不同的類型。首先，根據內容綜合方式對力學綜合題進行分類，可以將其分為兩種類型。一種是混合式力學綜合題，即題目中所描述的物理現象中，包括多個同時出現的物理過程，這幾個物理過程互相聯系、相互影響、互相制約;另一種是積木式力學綜合題，即題目中包括2個或2個以上前后連貫的物理過程，每個物理過程均遵循其規律，但前后的物理過程間又存在密切聯系。其次，根據設問內容對力學綜合題進行分類，也可以將其分為兩種類型。一種是并進式力學綜合題，即題中包含2個或2個以上的小問題，各個小問題的解答彼此并列、各自獨立，互不影響、互不包含，即使前一個小問題解答錯誤，也不會影響后一個小問題的正確解答;另一種是遞進式力學綜合題，即題中包含2個或2個以上的小問題，各小問題依次深入、難度依次提高，前后小問題之間有著密切的關聯，若是前一個小問題解答錯誤，則直接導致下一個小問題解答錯誤。

二、?力學綜合題的解題要領

高中物理教學中，概括性地進行分析，力學知識是力與運動的問題，所以，力學知識主要包括物體受力規律、物體運動規律兩大規律。物體的運動，主要取決于其初始條件、受力情況。力的作用效果主要包括三種：一是力的即時作用效果，可以使物體產生形變或者是加速度;二是力對時間的積累效果，即沖量;三是力對空間的積累效果，即功。基于此，加速度、動量與功在力與運動之間起著紐帶與橋梁作用。高中物理教學中，與加速度、動量、功密切相關的力學知識主要包括牛頓運動定律、功能知識、動量知識三種。其中，功能知識包括動能定理、機械能守恒定律，動量知識包括動量定理、動量守恒定律。牛頓運動定律、功能知識、動量知識便是力學題的主要解答途徑。

力學綜合題解答過程中，如果考查的是一個物理過程，則可能應用牛頓運動定律、功能知識、動量知識三種方法，但所采取的方法不同，解題的繁簡程度、難易程度等也會有一定的不同。如果考查的是物理量的瞬時對應關系，則要應用牛頓運動定律。如果研究對象是一個單一物體，則要優先考慮動能定理、動量定理，尤其是涉及位移、功的問題時優選動能定理，涉及時間問題的時候優選動量定理;如果研究對象是一個系統，則要優先考慮機械能守恒定律、動量守恒定律。動能定理、動量定理以及機械能守恒定律、動量守恒定律，不會細究物理過程的細節，僅考查一個物理過程的始、末狀態有關物理量間的關系，這便是其優勢所在。尤其是變力作用方面的問題，應用高中物理教學中的牛頓運動定律無法解決的時候，更能顯出動能定理、動量定理以及機械能守恒定律、動量守恒定律的優勢。高中物理力學綜合題的解題途徑諸多，且可以進行多種組合、變通，還可以應用圖像解題等其他巧妙方法，還可以進行一題多解。實踐過程中，應積極思考、不斷創新，探索更多、更加簡便快捷的解題方法。

對力學綜合題進行解答的時候，應遵循如下要領：首先，應嚴格審題，準確把握問題;其次，做好運動分析、受力分析;最后，合理選擇解題途徑。在選擇解題途徑的時候，可參考如下依據：第一，如果題目中涉及始、末狀態的量，且其符合守恒條件，則要采取守恒定律進行解題;第二，如果除了始、末狀態之外，問題還涉及力、受力者的位移，則要采取動能定理進行解題;第三，如果除了始、末狀態之外，問題還涉及力及其作用時間，則要采取動量定理進行解題;第四，如果題目要求加速度或列出各物理量在某一時刻的關系式，則要采取牛頓第二定律進行解題;第五，如果過程中的力為變力，同時始、末動量不齊，則不可采取牛頓第二定律、動量定理進行解題，而是應當采用動能定理進行解題，用（P·t）來對變力的功進行求解。

三、?力學綜合題的案例分析

一質量為m的煙花彈，獲得動能E后，從地面豎直升空。當煙花彈上升的速度為零時，彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質量相等的兩部分，兩部分獲得的動能之和也為E，且均沿豎直方向運動。爆炸時間極短，重力加速度大小為g，不計空氣阻力和火藥的質量。求：

（1）煙花彈從地面開始上升到彈中火藥爆炸所經過的時間;

（2）爆炸后煙花彈向上運動的部分距地面的最大高度。

上述問題是2018年新課標卷Ⅰ的高考真題。其是一個力學綜合計算題，命題者將煙花彈升空爆炸這一生活中常見的現象當作背景建立物理模型。

對上述力學綜合題進行分析，其中涉及了煙花彈升空爆炸這一物理過程始、末狀態的量，且其符合守恒條件，因此，可采取守恒定律進行解題。同時，如果除了始、末狀態之外，（1）題涉及了力及其作用時間，（2）題涉及了受力者的位移，因此，需采取動量定理、動能定理進行解題。即對這一力學綜合題進行解答的時候，可以運用動量定理、動能定理、機械能守恒定律、動量守恒定律、運動學公式來進行解答。

對（1）進行解答的時候，可設煙花彈上升初速度為v0，則：

設煙花彈從地面開始上升到彈中火藥爆炸所經過的時間為t，根據運動學公式，可以得到：

聯立①②式，可以得到：

上述方法是采取動能定理、運動學公式來進行解答。除此之外，也可以采取動量定理進行解答。設煙花彈上升初速度為v，根據動能表達式，可列式：

彈中火藥爆炸之后，煙花彈的上部分、下部分是沿著豎直方向進行運動。假設爆炸后煙花彈上部分的瞬間速度為v1、煙花彈下部分的瞬間速度為v2，根據動量守恒定律及題給已知條件，可以得到：

根據⑥式可知，煙花彈的上部分、下部分速度方向是相反的，向上運動的部分，做的是豎直上拋運動。假設爆炸后煙花彈上部分的繼續上升高度為h2，根據機械能守恒定律，可以得到：

設爆炸后煙花彈向上運動的部分距地面的最大高度為h，聯立⑨⑩B11B12式，可以得到：

四、?力學綜合題的解題技巧

解答力學綜合題的時候，應把握以下幾點技巧：第一，認真審題，深入理解題意。全面收集題目信息，準確把握題意，是正確解題的重要前提。因此，在對力學綜合題進行解答時，必須認真審題，挖掘題目中的已知條件、間接條件等信息。可以引導學生在解題的時候，用自己慣用的圖標、文字等將題目中有用的信息標記出來。同時，還要對物理過程進行分析，分析力學現象的全過程，掌握力的運動條件、性質，明確因變量、自變量，從而獲得更加清晰的解題思路。第二，總結規律，明確解題思路。在對力學綜合題進行解答時，建立正確的解題思路，是成功解題的關鍵所在。所謂正確的解題思路，指的是學生在遇到力學綜合題的時候，清楚應使用哪些知識來進行解題。如上文所述，物理力學綜合題主要涉及牛頓運動定律、功能知識、動量知識，包括動量定理、動能定理、機械能守恒定律、動量守恒定律、牛頓運動定律。高中物理教學中，教師應引導學生掌握力學綜合題的解題要領。第三，綜合運用多種思維方式。高中物理力學綜合題，主要考查的是學生運用物理力學方面的基礎知識來解決問題的能力。基于此，學生在實際解答力學綜合題的時候，應根據題目實際情況，對假設、反證、由未知到已知、由已知到未知、極限綜合等思維方式進行綜合利用，迅速理清解題思路。

五、?結語

高中物理教學中，力學知識既是一個重點，也是一個難點，同時是高考的必考知識點。力學綜合題涉及原理較多、解題難度較大，為了讓學生贏在高考，高中物理教學中，必須引導學生深入理解物理力學知識，培養學生的力學綜合題解題技巧，提高學生的解題能力。

參考文獻：

[1]范友梅.試論高中物理力學題解題方法[J].課程教育研究，2020（3）：194.

[2]張永斌.假設法分析?逆推法求解——以力學綜合題為例[J].中學物理教學參考，2019，48（18）：73-74.

[3]王曉梅，李富恩，何彥雨.高考力學綜合題分析——以2018年新課程卷Ⅰ第24題為例[J].中學物理教學參考，2019，48（6）：58-59.

[4]蔣承國.巧用物理模型速解力學綜合計算題[J].湖南中學物理，2018，33（8）：83-87.

[5]胡澤一.高中物理力學易錯題的分析[J].科技風，2017（3）：233.

作者簡介：

虞曉淑，浙江省寧波市，寧波市第四中學。