试论应用动能定理的解题步骤和技巧

2019-04-30 16:14陈华媛
中学生数理化·教与学 2019年4期
关键词:动能定理解题技巧小球

陈华媛

对于我们学生来说,都希望能够有非常简单高效的技巧来帮助我们快速解题.虽然投机取巧并不可取,但是掌握解题思路,明确解题技巧,还是能够有效地帮助我们快速找到解题“套路”,在短时间内快速提高成绩.

一、应用动能定理的解题步骤

1.解题过程.通过对近几年的高考物理題进行研究发现,动能定理都会渗入其中,无论是质点还是物体,与运动方式无关(可以是曲线运动,也可以是直线运动),与是恒力做功还是变力做功也无关.总之,无论过程怎么变化,动能定理就是:所有对物体产生力的作用时所做的功之和等于物体的动能变化,而且外力所做的功的单位与动能变化的单位是相同的.在进行应用动能定理解题的过程中,需要注意选择物体的运动位置,在明确物体运动的过程中应该灵活选择,例如,可以将物体运动的某个阶段作为研究的内容,也可以按照物体运动的全过程进行分析.在分析时,一定要明确各个力做功的情况,并且求解合力的功.如果物体受力的情况并不固定,必须要分阶段进行求解,这样才可以有效明确各个力的功.当明确了功之后,需要针对初始状态和结束状态进行明确与分析,并且根据动能定理列出方程,结果如下: W 总=E 1-E 2.

2.在应用动能定理的过程中需要注意的问题.首先,我们的学习主要针对的就是动能定理,所以研究的对象应该是单一的运动物体.公式的右边表示物体在研究过程中动能的增量,即末态动能与初态动能的差.若物体运动的过程中包含几个不同的阶段,应用动能定理时,可以分段考虑,也可以将全过程视为一个整体来考虑.

例:一小球从高出地面 H 处由静止开始自由下落,不考虑空气阻力,落至地面的沙坑 h 深处停止.求该小球在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍?

分析:通过对题意分析可以看到,此题所涉及的小球运动可以分为两个阶段,即自由下落过程和在沙坑中的减速过程,在两个过程中小球受到的力都是恒力,所以这道题的解题方法有很多,要注意方法的选择和应用动能定理时的过程选择.

解:方法一,用动能定理求解小球的运动分两个物理过程,即先自由下落,然后做匀减速运动.

设其落至地面时的速度为 v,由动能定理可得:mgH=12mv2.

第二个物理过程,由动能定理求解可得: mgh-Fh=0-12mv2 .

由两式解得: Fmg=H+hh .

方法二,当物体的运动是由几个物理过程所组成,又不需要研究过程的中间状态时,可以把几个物理过程看作一个整体进行研究,特别适用于初、末速度均为零的题目.

对全过程运用动能定理可得: mg(H+h)-Fh=0,

解得: Fmg=H+hh .

二、应用动能物理的解题技巧

1.信息增值技巧.大部分的同学在面对应用动能定理问题时,第一步应该读懂题干.那么如何才能读懂题干呢?这样就涉及信息增值的技巧.首先,学生在读题的过程中,必须要快速、准确地找准关键词,并且明确关键词的作用.学生就能够确定这道题目所考查的知识点,然后将这些关键词进行分析、重组,能够快速地寻找到问题的解决思路.这样的步骤就是信息增值的步骤.即将原本单一的关键词进行组合,形成多元关键词,然后形成全新的已知条件,这时隐藏的问题和内容就能够浮出水面.所以,信息增值能够通过在不断阅读的过程中尽可能的总结相关经验,明确具体的问题.一般来说,在选择题和判断题中信息比较少,所以信息内容隐藏比较浅,这样能够快速解决问题.但是如果在解答题和计算题的类型中,由于隐藏信息非常多,并且计算量也比较大,在这种情况下就必须要针对问题进行深入研究,找对关键词、关键信息,从而快速解答.

2.双向推理技巧.在针对情景题的解题过程,学生应该重点明确双向推理技巧,这样就能够让学生更好地明确已知条件和未知条件之间的联系,所以通过“灵机一动”的方式让问题的答案灵光闪现.当然,这样的灵光闪现是不断积累的结果,只有当已知条件和未知条件能够相互连接,将未知条件作为已知条件,然后进行推理,这样才能够明确问题的答案.

3.发散思维技巧.对于发散思维解题技巧的应用最主要是转换型发散思维解题技巧.这种方式的发散思维主要强调的就是要学会换位思考,帮助我们更好地解决问题,让我们在学习的过程中能够更加灵活地找到快速突破口.通过转换型发散思维的方式,能够让我们通过转变思路的方式来找到问题的关键所在,而且还能够进一步培养我们学会“放弃”.当一种方式陷入困境的局面时可以适当的转换思路,从另一个角度来看问题说不定能够获得意想不到的结果.

本文针对高中物理应用动能定理问题的解题思路进行分析,能够更加有效地帮助同学们掌握解题思路,明确解题技巧,从而快速寻找到问题的答案,在短时间内提高学习成绩.

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