李古月

摘要：分析物理相關(guān)問題記住物理公式是關(guān)鍵，本文簡述了學(xué)習(xí)物理的過程中通過理解公式的意義和對(duì)公式進(jìn)行推導(dǎo)兩種方式來記住物理公式的經(jīng)驗(yàn)，并以自由落體相關(guān)公式和完全彈性碰撞相關(guān)公式的記憶經(jīng)驗(yàn)為例予以了說明。

關(guān)鍵詞：高中；物理公式；熟悉經(jīng)驗(yàn)

物理考試中忘記了公式是尷尬至極的事情，大大影響解題成效。科學(xué)地對(duì)公式進(jìn)行記憶，能讓記公式的效率大大提升，從而加強(qiáng)對(duì)物理的學(xué)習(xí)。

從公式的意義上熟悉物理公式

在高中物理的學(xué)習(xí)過程中，很多公式只要對(duì)其意義充分理解，就能對(duì)公式做到學(xué)習(xí)一次之后就不會(huì)忘卻，即熟悉高中物理公式可以從理解公式的意義的角度出發(fā)。例如自由落體運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式：假設(shè)方向向下為正方向，物體的瞬時(shí)速度大小v=gt，物體的位移大小h= gt2，物體的動(dòng)量大小I=mgt，物理的動(dòng)能變化量△Ek= mg2t2，物體重力勢(shì)能的變化量△Ep=- mg2t2，重力對(duì)物體做的功WG= mg2t2。這一系列的公式看似非常繁瑣，而且強(qiáng)記的話還很容易記錯(cuò)，但只要理解了這些公式的意義，找到這些公式之間的相互聯(lián)系，就非常簡單了。

首先，學(xué)習(xí)物理的過程中要記住以上公式要對(duì)自由落體的過程有一個(gè)比較深刻的理解。一個(gè)物體做自由落體，其速度和位移方向都肯定是向下的，動(dòng)量與速度的方向一致所以其方向也肯定向下，而在這個(gè)過程中，物體的速度不斷增加，其動(dòng)能肯定是增加的，所以其動(dòng)能的變化量符號(hào)一定為正。自由落體不考慮空氣的阻力，所以物體下落過程中只受到重力的作用，其動(dòng)能增加了便可以判斷出重力一定做的是正功，故重力做功的符號(hào)一定是為正的。至于重力勢(shì)能變化量的符號(hào)，就有三種方法可以判斷了。首先，可以根據(jù)能量守恒來判斷，物體下落過程能量守恒，動(dòng)能增加了則重力勢(shì)能必定減少。其次，可以根據(jù)做功的觀點(diǎn)來判斷，重力勢(shì)能做正功，重力勢(shì)能肯定是減小的。最后，可以根據(jù)重力勢(shì)能的定義來判斷，假設(shè)水平面的高度為0，物體從高度h1下降到高度h2，重力勢(shì)能的變化量為△Ep=mgh2-mgh1，h2大于h1，所以重力勢(shì)能變化量的符號(hào)為負(fù)。這樣，在記高中物理公式的時(shí)候就不會(huì)把公式的正負(fù)號(hào)搞錯(cuò)了。

其次，要搞清楚哪些是矢量，哪些是標(biāo)量，速度、位移、動(dòng)量都是不僅有大小而且有方向的矢量，其正負(fù)號(hào)表示的是矢量的方向。而動(dòng)能、重力勢(shì)能、功這些都是標(biāo)量，只有大小沒有方向，功的正負(fù)只是指其促進(jìn)了物體的運(yùn)動(dòng)還是阻礙了物理的運(yùn)動(dòng)，能量變化量的符號(hào)只是指其變大還是變小。但有些時(shí)候難免搞不清楚，這時(shí)候可以運(yùn)用一個(gè)規(guī)律，矢量乘以一個(gè)標(biāo)量一定是矢量，比如說，重力加速g是矢量，v=gt是矢量g乘以一個(gè)標(biāo)量時(shí)間t，那速度v一定是矢量。而動(dòng)量I=mv，質(zhì)量m是標(biāo)量而速度v是矢量，所以可以知道動(dòng)量v一定是矢量。另外，矢量乘以一個(gè)矢量一定是一個(gè)標(biāo)量，比如說做功W=Fs= mg2t2，位移s是矢量，力F是矢量，所以功W=Fs一定是標(biāo)量，重力加速度g是矢量，其平方后乘以一串標(biāo)量也一定是標(biāo)量，故W= mg2t2一定是標(biāo)量。按照這種方法，只要能理解公式中每個(gè)符號(hào)是矢量還是標(biāo)量，就能知道這些符號(hào)的乘積是矢量還是標(biāo)量，從而知道其正負(fù)號(hào)表示的意義。

最后，要找到這一系列公式之間的聯(lián)系，就拿自由落體的相關(guān)公式來說，如果能找到公式之間的聯(lián)系，記住一個(gè)v=gt就可以推導(dǎo)出其他公式。比如位移s，s=（v0+v/2）t，而v=gt，v0=0，帶入就可以得到s= gt2；而動(dòng)量I=mv，將v=gt帶入就能得到I=mvt。同理，對(duì)于功W，W=FS，F(xiàn)=mg，將s= gt2便可得到WG= mg2t2。此時(shí)如果根據(jù)功與能量的關(guān)系判斷的話，物體的動(dòng)能和勢(shì)能的變化量就都可以得出了。此外根據(jù)物體的動(dòng)能Ek=mv2，將v=gt帶入也是可以得出物體此時(shí)的動(dòng)能為Ek= mg2t2，再根據(jù)能量守恒原理，物體動(dòng)能和勢(shì)能的變化量自然一目了然[1]。

做到了以上三步，自然對(duì)自由落體的有關(guān)公式都非常熟悉了，但是自由落體的公式遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只可以在自由落體運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)用。對(duì)于物體在光滑的斜面上只受到重力作用而滑下的問題，其實(shí)就是一個(gè)設(shè)θ為斜面與水平面間的夾角，加速度為a=gsinθ的一個(gè)問題。只需要根據(jù)前述自由落體的公式推導(dǎo)方法，將g全部換為gsinθ，物體運(yùn)動(dòng)過程所有的能求出物理量的公式都能輕易推導(dǎo)出來。再比如平拋運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為一個(gè)水平的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，其豎直方向的分速度、位移、動(dòng)量等矢量全都可以通過自由落體的公式求出。但必須注意的是，能量是不可能有分量這一說法的，因?yàn)槟芰渴菢?biāo)量，所以自由落體中的能量及功的有關(guān)公式是無法帶入平拋運(yùn)動(dòng)的，平拋運(yùn)動(dòng)的某一時(shí)刻的動(dòng)能必須通過計(jì)算出此時(shí)的豎直速度和水平方向的合速度，然后應(yīng)用Ek=mv2求此時(shí)的動(dòng)能和物體被拋出那一刻的動(dòng)能，兩個(gè)時(shí)刻的動(dòng)能之差就是重力對(duì)物體做的功，據(jù)此也能推算出勢(shì)能的變化量[2]。對(duì)于斜拋運(yùn)動(dòng)，物體在豎直方向的運(yùn)動(dòng)也可以看成是一個(gè)向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，其豎直方向的速度、位移、動(dòng)量全部可由自由落體的公式再減去一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的值而得出。

對(duì)公式進(jìn)行推導(dǎo)熟悉高中物理公式

高中物理中一些公式很實(shí)用，在做選擇填空填的時(shí)候可以無需推導(dǎo)直接拿出來用，比如物體在一粗糙與地面傾角為θ斜面上自鎖的臨界條件為摩擦系數(shù)μ=θ，摩擦系數(shù)大于傾角的弧度值，物體無論如何都不可能與斜面做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。再如光滑的水平面上兩個(gè)彈性勢(shì)能可以忽略不計(jì)的物體，發(fā)生完全彈性碰撞時(shí)兩物體速度的絕對(duì)值大小交換，即如果物體m1的初速度大小是v1，m2的初速度大小是v2的話，那發(fā)生完全彈性碰撞后m1的速度大小為v2，m2的速度大小為v1。這樣的公式是可以在考試中直接拿出來用的，但必須平時(shí)多推導(dǎo)才能記住。

就以兩物體完全彈性碰撞為例，兩物體彈性碰撞動(dòng)量守恒，以物體m1的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，有m1v1-m2v2=m2v2-m1v1，由光滑水平面上的彈性碰撞動(dòng)能守恒 m1v12+ m2v22= m2v22+ m1v12，兩個(gè)方程解兩個(gè)未知數(shù)，很容易求得v1=v2，v2=v1。經(jīng)過一兩次這樣的推導(dǎo)，這樣的經(jīng)驗(yàn)公式就很難被忘記了[3]。

結(jié)束語：

高中物理的公式其實(shí)并不算多，關(guān)鍵在于要對(duì)公式深刻理解，靠死記硬背很容易記錯(cuò)甚至忘記。文章只是簡單分享了學(xué)習(xí)物理過程中記公式的心得體會(huì)，希望可以對(duì)學(xué)習(xí)物理起到幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳詩璇.淺議高中物理公式的類比教學(xué)法[J].中華少年，2016，18：151-152.