高中物理解題的幾種方法

韓 夏

(江蘇省靖江市劉國鈞中學(xué), 江蘇 泰州 214500)

在高中物理教學(xué)中,每個(gè)學(xué)生都有自己的特點(diǎn),不可能讓所有的學(xué)生都使用同一種方法來解答問題,基于此,教師應(yīng)該考慮到每個(gè)學(xué)生的獨(dú)特性和差異性.在教學(xué)中,重視對(duì)學(xué)生解題思維的訓(xùn)練,除此以外,學(xué)生作為學(xué)習(xí)和解決問題的主體,在學(xué)習(xí)過程中也應(yīng)找到適合自己的學(xué)習(xí)方法,有意識(shí)地培養(yǎng)自己解決問題的能力,以此提高高中物理的學(xué)習(xí)效率.

1 高效解題之整體法

整體法就是將物體系統(tǒng)作為研究的對(duì)象,從整體以及全過程的角度對(duì)物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律進(jìn)行把握.所以,在解題的過程中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生借助整體法對(duì)問題進(jìn)行求解[1].高中物理的教學(xué)目標(biāo)不僅是幫助學(xué)生掌握不同的物理知識(shí),還應(yīng)更注重實(shí)際解決問題的能力,為學(xué)生的高考甚至未來的發(fā)展奠定基礎(chǔ).在這一目標(biāo)的影響下,培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和思維能力是非常重要的.

例1 如圖1所示,人和車的質(zhì)量分別為m和M,已知人用水平力F拉繩子,繩子兩端都為水平方向.在光滑的水平地面上,忽略滑輪質(zhì)量以及摩擦力的情況下,假設(shè)人和車都保持相對(duì)靜止,那么車的加速度為大?

圖1 例1圖示

例2 如圖2所示,一根細(xì)繩將兩個(gè)質(zhì)量不明確的小球豎直懸掛.現(xiàn)在對(duì)a實(shí)施一個(gè)向左偏下30°的恒力,并對(duì)b持續(xù)施加一個(gè)向右偏上30°的等大的恒力,使其最后達(dá)到平衡,那么其平衡狀態(tài)下的圖可能是( ).

圖2 例2圖示

解析首先這一例題需要結(jié)合圖示與文字進(jìn)行分析,要想找到平衡狀態(tài)的圖,就需要分析細(xì)繩對(duì)兩個(gè)小球的拉力方向.因此,可以利用整體法對(duì)這一例題進(jìn)行求解.首先,教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)a、b兩個(gè)小球以及細(xì)繩看作一個(gè)整體,并對(duì)這一整體進(jìn)行受力分析:已知,這一整體一共受到五個(gè)力的作用:兩個(gè)重力(ma+mb)g、兩個(gè)小球上的恒力(Fa、Fb)以及繩子對(duì)兩小球的拉力T1.所以,為了使得整體出圖平衡狀態(tài),那么整體所受到的合力需要為0.又因?yàn)镕a=Fb,但是二者力的方向相反,所以可以相互抵消.并且(ma+mb)g的方向是豎直向下的,所以繩子對(duì)整體的拉力T1是豎直向上的.可以對(duì)兩個(gè)小球進(jìn)行分開分析,將b小球作為研究對(duì)象可以知道b球受到了三個(gè)力,即重力mbg、恒力Fb、拉力T2.根據(jù)題目已知恒力向右偏上30°,所以平衡時(shí)拉力T2的方向是與恒力Fb與重力mbg的合力相反的方向,所以選項(xiàng)A正確(如圖3所示).

圖3 受力分析圖示

2 高效解題之假設(shè)法

假設(shè)法是物理解題的重要方法之一.假設(shè)法需要在原題條件的基礎(chǔ)上[2],通過添加一些條件或減去一些條件使問題變得簡便易解.因此,在解題教學(xué)時(shí),教師應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生假設(shè)思維的培養(yǎng),促使學(xué)生學(xué)會(huì)使用假設(shè)法.

例3 如圖4所示,在一根一端已經(jīng)被固定的彈簧上懸掛著一個(gè)質(zhì)量為m0的平盤,已知盤中有一質(zhì)量為m的物體.當(dāng)平盤處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),彈簧的長度比自然長度伸長了L.現(xiàn)在向下拉彈簧,使其再伸長△L后松手放開.假設(shè)彈簧處于彈性限度以內(nèi),那么剛松開手時(shí)平盤對(duì)物體的支持力為( ).

圖4 例3圖示

解析已知這一例題中平盤內(nèi)的物體是需要進(jìn)行受力分析的研究對(duì)象.根據(jù)牛頓第二定律可以對(duì)物體的受力分析,然后再根據(jù)平衡位置的平衡條件進(jìn)行聯(lián)立求解.但是這一求解方法較為麻煩,所以,教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用假設(shè)法將問題化簡,從而使解題過程變得簡單:可以先假設(shè)題干中所給出的條件△L=0,即指的是沒有將平盤下拉而松手放開,所以彈簧的長度并不會(huì)發(fā)生變化,此時(shí)平盤對(duì)物體的支持力為mg.將△L=0代入四個(gè)選項(xiàng)中,可以得到選項(xiàng)A的結(jié)果為mg,所以A選項(xiàng)正確.

例4 如圖5所示,甲、乙兩個(gè)物質(zhì)的重量分別為m1、m2,且m1=2 kg、m2=3 kg.且甲疊放在乙上,甲、乙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.6,物體乙與平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.5.用一水平拉力F作用于乙上,兩物體沿著水平方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng).假設(shè)F突然為0,那么甲物體在水平方向上的受力情況為( ).(g=10 m/s2)

圖5 例4圖示 圖6 甲物體受力示意圖

A.F=12 N,方向向右

B.F=12 N,方向向左

C.F=10 N,方向向右

D.F=10 N,方向向左

解析對(duì)題干進(jìn)行分析,當(dāng)F突然變?yōu)?時(shí),甲、乙兩物體一起沿著水平方向運(yùn)動(dòng),所以甲、乙運(yùn)動(dòng)的加速度可以由牛頓第二定律求解得出.對(duì)甲物體所受的摩擦力進(jìn)行分析,假設(shè)該摩擦力小于其所受的最大靜摩擦力,如圖6所示,假設(shè)甲、乙兩個(gè)物體一起沿著水平方向運(yùn)動(dòng),所以由牛頓第二定律得到μ2(m1+m2)g=(m1+m2)a,解得a=5 m/s2,從而得到甲受到的摩擦力為f1=m1a=10 N,又因?yàn)閒=μ1m1g=12 N.因此可以得到f1

3 高效解題之等效法

等效法的實(shí)質(zhì)就是將較為復(fù)雜的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚膬?nèi)容,從而突出問題的本質(zhì),找到解題的方法.所以,教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用等效法進(jìn)行解題.

圖7 例5圖示

以上各式聯(lián)立解得空腔鉛球?qū)π∏虻囊?/p>

在此類例題的教學(xué)時(shí),教師可以重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)等效法的應(yīng)用[3],促使學(xué)生能夠有效提高物理解題的能力.