熊丹
【摘 要】 高中物理知識明顯比初中物理難度高,而且物理學科具有較強的綜合性,涉及面比較廣,和數學、化學等科目都有一定關聯(lián),所以很多高中生既重視物理學習,又認為物理學習困難.對此,需要高中物理教師緊扣大綱,充分做好概念知識教學,并在此基礎上幫助學生掌握更多解題技巧,使其不斷提高物理知識應用能力.接下來,文章就主要分析幾種高中物理力學解題技巧,為相關教育者提供一定參考.
【關鍵詞】 高中物理;力學教學;解題技巧
在高中物理教學中,力學是一大難點,同時也是和生活關聯(lián)密切的一個知識點.在高中物理教學期間幫助學生掌握多種力學解題技巧,有助于提升其物理綜合水平.因此,高中物理教師要關注實際教學期間圍繞力學題目教授學生更多有用的解題技巧,并在此過程中培養(yǎng)學生綜合性思維、發(fā)散性思維等.
1 用基本概念解析力學問題,使學生提升舉一反三能力
高中物理力學知識學習中,概念知識屬于重要基礎,要求學生充分掌握并深入理解知識內涵,在日常學習中靈活應用相關知識概念解析力學問題,并在此過程中培養(yǎng)其發(fā)散性思維.如高中物理力學知識中,牛頓第一定律、牛頓第二定律屬于代表性、基礎性知識內容,學生若不能深入理解并有效區(qū)分,很容易因為概念混淆影響解題[1].所以,高中物理教師在對學生進行力學解題教學期間,要以基礎概念知識為切入點,引導學生通過分析不同物理量所保持的關系,厘清題目中各元素的關系,之后借助基礎概念解決相關物理問題,使學生在解題期間不斷提升舉一反三能力,并促進其創(chuàng)造性思維發(fā)展.
例1 請根據慣性知識分析下題中哪種物理現象是正確的(? ).
A.將高功率發(fā)電機應用在賽車上,其速度遠超老式螺旋槳飛機,由此可得降低物體質量可得到慣性.
B.人們在騎摩托車轉彎的時候,除了要控制好速度,身體也要適當傾斜,其主要目的是使人與車的慣性得到控制,確保正常行駛.
C.一輛載貨列車在不同車站進出要添加或卸下車廂,這類操作會影響列車的慣性,使慣性發(fā)生改變.
D.射出的子彈經過一定距離運動后,無法穿透棉衣,由此可得慣性在逐步減小.
這一例題屬于慣性問題,要結合牛頓第一定律、牛頓第二定律進行詳細分析,并重點關注物體慣性與質量所保持的關系,明確哪些因素會對物體慣性產生影響,基于基礎概念詳細分析各選項.在實際分析中,因為動能增加是影響速度的關鍵因素,和慣性無關,所以不選A,B選項中摩托車轉彎并沒有使其整體慣性發(fā)生改變,D選項中由于動能相對較小所以慣性也未改變,綜合分析下選擇C.
2 巧用整體法解析力學問題,使學生建立綜合性思維
物體主要以運動或靜止形式存在,但其所存在的狀態(tài)并非完全絕對的,所有物體均處于相對狀態(tài)下,高中物理就深入介紹了物體運動狀態(tài)相關知識,并指出力的作用會影響物體運動狀態(tài),力發(fā)生改變會使物體運動狀態(tài)同步改變,所以高中物理力學教學中,教師應詳細介紹物體受力情況,使學生可正確、深入的對物體受力狀態(tài)進行分析[2].高中物理涉及到很多解題思路,而整體法是解析物理力學問題的一種重要方法,具體是把物體系統(tǒng)視作一個整體,由此簡化復雜問題,之后對簡化后的整體展開受力分析.在整體法運用中,是以物體本質為基礎,通過梳理物體系統(tǒng)內各類作用與相互聯(lián)系的關系,使不同物體狀態(tài)有機的組合起來.在物理力學問題解析中運用整體法,主要是將復雜的、零散的問題簡單化、整體化,有助于使學生建立綜合性、整體性思維.
例2 圖1中兩個物體a、b均帶電,物體質量都是m,小球a其電荷量是+2q,小球b電荷量是-q,兩小球間由絕緣繩子相連接,掛兩個小球的兩根繩子有著相等的長度,并且兩個小球周邊分布有均勻電場,方向向左的電場強度是E.若兩小球要維持平衡狀態(tài),連接的細線都為拉緊狀態(tài),那么小球a、b在平衡狀態(tài)下其位置是?? .
在解析這道題目過程中,教師可引導學生把a、b兩個小球視作一個整體,然后對這個整體所受合力展開分析,結合小球所帶電荷量就可得出答案,即 a球在豎直方向上向左偏移,b球在豎直方向上向右偏移.
3 運用圖像法分析力學問題,使學生建立清晰的解題思路
高中物理教學中,很多題目都以圖像方式進行題目展示、問題解答以及描繪狀態(tài),所以在力學教學期間,教師可引導學生學會繪制與分析圖像,將所學物理性質和相關規(guī)律呈現在圖像當中,用圖像描述物體動態(tài)過程,并在學生應用圖像法過程中建立物理思維模式,逐漸學會運用圖像解析力學問題[3].除此以外,圖像法還可應用在物理速度路程問題、動能問題、動態(tài)平衡等問題解析中.一些問題重點考察學生對多種知識點的綜合掌握情況,此時在解析中就可通過三角圖像分析更簡單明了的解決動態(tài)平衡問題,并準確把握物體受力情況.
例3 ?如圖2,一條繩子和一個黑球連在一起,兩者中間經過一個定滑輪,黑球附在豎直光滑的墻面上,在F拉力作用下,黑球順墻壁向上勻速運動.試分析墻壁對球所產生的支撐力N和拉力F之間的關系變化.
在解析上述題目中,首先要讓學生把握勻速、光滑的墻壁等相關關鍵詞,之后通過三角平衡做圖法使圖中的三個力圍合成一個三角形,三角形的三個點分別是支持力N、拉力F、重力G,然后以數學思想為基礎對力展開整合分析,進而得出繩子拉動黑球過程中支持力N和拉力F都會逐漸增大.
4 引導學生運用發(fā)散性思維審題,使其拓展解題思路
高中物理力學解題過程中,發(fā)散性思維發(fā)揮著重要作用,因為力學題目往往會涉及到很多題干信息,其中包含的部分信息相對淺顯易見,但也有一些題干信息隱藏較深,需要學生充分發(fā)揮發(fā)散性思維展開深入分析,最終獲得解題關鍵信息.所以,高中物理教師在力學解題教學期間要關注引導學生運用發(fā)散性思維細致、認真的審題,并通過合理指導,使其正確的通過畫受力分析圖明確不同力之間所保持的關系,進而找到問題解決關鍵點,在更精準、快速的解題過程中拓展解題思路.
例4 圖3中有兩個物體A與B,兩者均受到力F的作用,并且物體A與B為靜止狀態(tài).B和地面接觸面為粗糙面,求物體A與B所受摩擦力大小.
在對這一題目進行講解期間,教師可先引導學生將物體A與B受力圖分別畫出來,如圖4.在分析受力圖后,可發(fā)現物體A受到力F的作用存在向右運動趨勢,但因為題目當中明確表示A保持靜止狀態(tài),所以證明物體A所受摩擦力的大小是F,并且摩擦力和力F的方向相反.針對物體B,在受到力F作用下,A會對B產生向右作用力,而此時物體B依舊為靜止狀態(tài),就代表物體B所受地面摩擦力同樣是F,并且力的方向也和F相反.
5 使學生深化理解知識點,并在解題中靈活應用所學知識
在高中物理教學中,涉及到的力學知識點內容比較多,需要學生對諸多知識點深化理解并充分掌握.學生在解析力學綜合題目過程中,可考察其力學知識以及定理運用能力,并同步培養(yǎng)其邏輯思維能力、判斷能力等.在圍繞力學問題展開解題教學期間,教師要關注引導學生詳細的分析題目中具體受力情況,并全面分析整體受力過程,聯(lián)系所學力學知識解析問題,并清晰的建立問題解決思路.比如在對瞬間速度、加速度等物理問題解析過程中,學生要對牛頓定律相關知識有深刻理解,結合所學知識找到此類問題解題技巧,在靈活運用所學知識過程中不斷提升力學問題解題能力.學生在解答力學問題期間,要從多個角度分析題目給出的已知條件,根據運動各階段分析相關運動規(guī)律,從而找到解題方法,習得解題技巧.
例5 在一條水平且長直的軌道上,有一輛列車正在勻速行駛,車廂中某個人做出上跳動作,而后下落至原來的位置,這主要是因為(? ).
A.在人跳起后,車廂會對其產生前進方向的摩擦力,所以人會向前運動.
B.車廂中的人跳起之后,車廂內空氣會產生向前方向的推力,所以人會向前運動.
C.車廂里的人跳起后,整個列車仍然保持向前運動狀態(tài),而人下落后實際位置和原位置有輕微偏離,但并不明顯,因此很難察覺出來.
D.車廂中的人跳起后,因為人和列車會在水平方向上保持相同運動速度,使人下落至原本的位置.
這一題解析中需要認真分析題目,掌握題目所考察的知識點,并靈活運用所學物理知識解答上述物理問題.人體在車廂中做出向上跳的動作屬于豎直上拋運動,其在水平方向上不受外力作用影響,慣性是主要影響因素,所以人的水平方向上與列車保持一致速度,因此會落在原本位置.
6 通過隔離法解決力學問題,使學生建立清晰的解題思路
在分析與解決復雜的物理力學問題過程中,運用上述的整體法可將各項問題要素集中起來,使學生立足整體層面更高效的解析問題.而學生通過整體法進行問題分析后,還要系統(tǒng)化的對問題逐個分析,明白題目當中涉及到的每個物體實際受力情況.在這一環(huán)節(jié)就可巧妙的應用隔離法,該方法關鍵是對物理力學問題涉及到的內部受力問題展開深入分析,對所隔離出來的運動狀態(tài)以及受力情況實現分類討論,逐個擊破下解決物理力學問題,在此過程中有助于學生清晰的建立解題思路,養(yǎng)成解題答題規(guī)范.
例6 物體A和B的質量都是m,它們在同一水平面上緊緊靠在一起,同時向這兩個物體施加水平相反作用力,分別為F1、F2,F1>F2,求物體B所受F1作用力大小.
該題目主要是問物體B的受力大小,此時比較適合應用隔離法對每個物體所受力進行分析.教師在教學中可統(tǒng)一歸納此類問題,引導學生學會通過隔離法解決同類問題,并引導學生建立清晰的解題思路,養(yǎng)成良好的解題思維與習慣,使其用清晰的思路解答受力分析問題.
7 結語
在高中物理學習中,力學屬于關鍵組成部分,為使學生順利、高效的解答力學問題,教師應關注在日常教學中多分享力學問題多樣化的解析方法,使學生在充分理解與掌握基礎知識前提下,通過練習和深入思考靈活運用所學知識,并熟練的應用圖像法、整體法等解題技巧不斷提升解題水平.
參考文獻:
[1]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(06):58-59.
[2]趙念強.從一道高考題的多解和拓展總結力學解題思路[J].中學物理教學參考,2019,48(06):60-61.
[3]喻梅琴,韓興乾.共點力平衡問題的解題步驟和常用方法舉例[J].中學物理教學參考,2019,48(02):38-41.