【摘要】力學(xué)是高中物理學(xué)科的重要知識(shí)內(nèi)容，相關(guān)問題較為抽象，需要學(xué)生具備一定的問題理解能力、抽象思維能力、判斷能力與分析能力，要求學(xué)生掌握科學(xué)的解題方法.面對(duì)復(fù)雜的高中物理力學(xué)問題，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方法，通過分析參數(shù)、運(yùn)用方程、構(gòu)建模型等方式優(yōu)化解題措施，提高解題效率.本文根據(jù)人教版高中物理教材內(nèi)容，分別從多個(gè)角度入手，對(duì)高中物理解題優(yōu)化措施進(jìn)行深入探究.

【關(guān)鍵詞】高中物理；力學(xué)；解題技巧

對(duì)高中學(xué)生而言，力學(xué)既是高中物理的重要知識(shí)點(diǎn)，也是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容，關(guān)系到學(xué)生之后的物理學(xué)習(xí).在高考中，力學(xué)有關(guān)的題目更加復(fù)雜與抽象，若學(xué)生不能靈活利用物理知識(shí)、清晰梳理物理題目信息，則很容易出現(xiàn)解題錯(cuò)誤.因此，學(xué)生必須牢固掌握力學(xué)的解題方法，可以根據(jù)題目具體情況選擇合適的解題方法，優(yōu)化解題過程，提高解題效率［1］.

1 受力分析，找到參數(shù)關(guān)聯(lián)解決問題

受力分析，是解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)方法，也是很多力學(xué)問題題目分析的最初化解.面對(duì)較為復(fù)雜的力學(xué)問題，學(xué)生應(yīng)當(dāng)根據(jù)題干具體情境，靈活運(yùn)用矢量三角形、正交分解、矢量平行四邊形等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行受力分析，確定題干中力學(xué)對(duì)象各參數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，以便于得到正確答案.

例1 圓柱體a與圓柱體b相互緊靠，兩個(gè)圓柱體的形狀、質(zhì)量完全一致，表面均是光滑的、重力都是G，MN是固定的水平面，此時(shí)b的下半部分位于水平面下方，另一半位于水平面上方.a在水平面上方，處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)對(duì)a與b的組合施加一個(gè)水平力F，經(jīng)過a的軸心且將a緩慢拉離平面，讓a滑行到b的頂端位置，請(qǐng)問，下面說法正確的是（ ）

（A）F先增大，后減小，最大值是G.

（B）拉動(dòng)開始時(shí)，F(xiàn)的最大值是2G，后逐漸減小到0.

（C）拉動(dòng)開始時(shí)，a與b間的壓力最大為2G，之后逐漸減小，最終為G.

（D）a與b之間的壓力，是從0開始增加的，最大可以增加到G.

圖1

這個(gè)題目中，最明顯的信息就是“a與b的形狀、質(zhì)量完全一致，表面光滑、重力為G”.面對(duì)這道題，學(xué)生需要先找到題目中互相具有關(guān)聯(lián)的參數(shù)，比如a受到的重力G與拉力F之間的關(guān)聯(lián)，b受到的壓力與支持力之間的關(guān)聯(lián).把握參數(shù)內(nèi)在關(guān)聯(lián)之后，對(duì)a進(jìn)行受力分析，確定平衡條件-F=N′cosθ，N′sinθ=G.聯(lián)立得到F=N′cotθ，N′=Gsinθ.之后，可以根據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)科中角的知識(shí)點(diǎn)，確定θ的范圍是30°～90°.在這個(gè)角度范圍內(nèi)，F(xiàn)、N′逐漸減小.經(jīng)過推導(dǎo)，得到結(jié)論：θ為30°時(shí)，F(xiàn)、N′的最大值分別是3G、2G，之后會(huì)逐漸減小到G.所以，應(yīng)當(dāng)選擇（C）.

2 方程解題，靈活運(yùn)用知識(shí)解答方程

方程解題是一種較為常見的力學(xué)題目解決方法，學(xué)生在面對(duì)力學(xué)題目時(shí)，要確保物理方程式的正確性，同時(shí)結(jié)合相關(guān)條件分析題干中角之間的關(guān)系，分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).利用方程式解題，學(xué)生需要根據(jù)題目靈活運(yùn)用動(dòng)能守恒定律、機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量定理等知識(shí)點(diǎn)［2］.

例2 在兩個(gè)斜面之間有一個(gè)木塊，木塊從左邊斜面A點(diǎn)位置開始下滑，經(jīng)過一段水平面之后向右邊斜面方向滑行，在B點(diǎn)靜止.假設(shè)：兩個(gè)斜面之間的所有位置動(dòng)摩擦因數(shù)恒定為μ（忽視轉(zhuǎn)折位置木塊的能量損失），AB與水平面之間的夾角是θ，請(qǐng)問下列結(jié)論成立的是（ ）

（A）μ =sinθ.

（B）μ =tanθ.

（C）兩斜面傾角一定大于θ.

（D）右邊斜面傾角可能大于θ.

圖2

這個(gè)題目就是經(jīng)典的動(dòng)能與機(jī)械能的能量守恒問題.解決這個(gè)問題需要把握題目的核心關(guān)系——摩擦因數(shù)恒定，將這個(gè)條件與AB與水平面之間的夾角是θ、在夾角是θ的范圍內(nèi)木塊滑動(dòng)、木塊在B點(diǎn)靜止綜合分析.學(xué)生可以從木塊的水平位移角度入手，假設(shè)木塊水平位移是x，高度降低了h，那么這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中可以得到mgh-Wf=0，則Wf=μmgx，得到μ=hx，hx=tanθ.若左右兩側(cè)的斜面的傾角分別是α、β，木塊在左側(cè)斜面可以向下滑動(dòng)，在右側(cè)斜面可以上滑、無法下滑，此時(shí)就可以得到μ＜tanα，μ≥tanβ，而μ=tanθ，于是可以得到α＞θ，β≤θ，因此選項(xiàng)（B）是正確的.

3 建模呈現(xiàn)，借助模型構(gòu)思解決問題

考慮到高中物理力學(xué)問題較為抽象且復(fù)雜，部分題目無法使用簡(jiǎn)單的受力分析得出結(jié)論，也不具備方程式的基礎(chǔ)條件，教師建議學(xué)生們采用建模法進(jìn)行解題.建模法解題，就是指對(duì)題目中的信息進(jìn)行分析，忽略題目中的次要因素，突出主要因素，把握題目中的力學(xué)關(guān)系本質(zhì)以此構(gòu)建模型.在解決一個(gè)復(fù)雜抽象的問題時(shí)，常常使用建模法進(jìn)行輔助.學(xué)生可以根據(jù)題目情況，靈活選擇構(gòu)建不同的模型，比如對(duì)象模型、過程模型與條件模型.其中，對(duì)象模型就是將題目中的研究對(duì)象作為建模的要素，比如彈性小球、單擺等；過程模型，就是將題目中物理力學(xué)現(xiàn)象發(fā)生的過程簡(jiǎn)化為模型，比如直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、彈性碰撞運(yùn)動(dòng)等；條件模型，就是指將題目中力學(xué)現(xiàn)象的外部條件轉(zhuǎn)化為抽象的模型，比如光滑平面模型、光滑斜面模型、輕繩、輕桿等［3］.

例3 質(zhì)量為m的小球用輕質(zhì)細(xì)繩固定在A、B兩點(diǎn)，現(xiàn)將水平細(xì)繩OB突然剪斷，求剪斷瞬間，小球的加速度.

圖3

這個(gè)題目中的“輕質(zhì)細(xì)繩”是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的理想模型，其中包含了“不計(jì)細(xì)繩質(zhì)量”“細(xì)繩材料可能影響小球加速度”等條件.因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)這個(gè)題目關(guān)鍵信息構(gòu)建理想繩模型，并且從細(xì)繩的材料入手，分兩種情況討論模型：若細(xì)繩是彈性繩，則水平拉力消失的瞬間另一個(gè)拉力的大小、方向均保持不變；若細(xì)繩是剛性繩，那么若水平拉力消失則另一個(gè)拉力會(huì)發(fā)生“瞬變”反應(yīng).根據(jù)這個(gè)模型，可以求得小球的加速度.

4 結(jié)語

綜上所述，高中物理題目較為復(fù)雜，如何理清解題思路，找準(zhǔn)關(guān)鍵信息.又快又好地解決問題，是學(xué)生應(yīng)當(dāng)認(rèn)真思考的問題.在今后的物理解題中，應(yīng)當(dāng)先確定問題的類型，明確解題基礎(chǔ)方向.之后再選擇合適的解題方法，找到相關(guān)參數(shù)，或者構(gòu)建模型，精準(zhǔn)解題.在以優(yōu)化措施解題的過程中，也可以不斷提高學(xué)生的解題能力，助力學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展.

參考文獻(xiàn)：

［1］余國(guó)勇.論高中物理力學(xué)的解題技巧［J］.數(shù)理天地（高中版），2023（20）：22-23.

［2］余國(guó)勇.論高中物理力學(xué)的解題技巧［J］.數(shù)理天地（高中版），2023（18）：9-10.

［3］黃江鵬.高中物理解題優(yōu)化策略——以“力學(xué)”為例［J］.數(shù)理化解題研究，2023（19）：117-119.