【摘 要】在高中阶段,物理是重要学科之一,力学属于高中物理的关键基础知识,对物理学习具有重要的影响和作用。所以,对于高中物理力学问题,教师需关注学生对力学解题技巧的学习掌握,使学生的解题效率和准确性可以得到充分保证,提高学生物理学习效率。鉴于此,本文以高中物理力学为中心,对力学解题技巧及应用进行分析探讨。
【关键词】高中物理;力学;解题技巧
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437(2021)22-0175-03
高中物理學科学习难度较大,同数学、化学等学科也联系紧密,具有较强的综合性。力学属于高中物理的关键知识,力学问题属于物理问题的关键内容,教师需重视学生对力学问题的理解、判断能力的锻炼与提升,以及解题技巧的指导,使学生可以快速正确地解决力学问题,为学生综合能力的提升奠定基础。
1 运用基础概念,培养物理思维
高中物理教学中,力学的概念知识是力学知识的关键内容,学生需充分理解掌握并灵活运用这部分知识,以对有关力学的问题做出快速正确的解答,锻炼自己的发散思维。如牛顿第一、第二定律是最具代表性的力学基础知识,若缺乏深入理解以及系统区分,学生则较易发生混淆。所以,力学解题技巧教学需基于基础概念知识,以各物理量之间的关系为主,引导学生深入思考分析问题,这样才能在解题过程中,锻炼学生创新思维,培养学生的物理思维。
如题:关于以下物理现象,正确选项为( )。
A.赛车装备大功率发动机后,速度比老式螺旋桨飞机更快。由此可知,减少物体质量,可以获得惯性。
B.枪口射出的子弹,经一段距离后,无法穿透西红柿,由此可知,子弹惯性不断减小。
C.货车行驶到各站点,需卸下或装载货物,会导致惯性发生改变。
D.行驶中的摩托车,转弯情况下,驾驶员在控制速度的同时,身体会适当倾斜,这是为了控制人与车的惯性,保证安全行驶。
解答惯性问题,需基于牛顿第一、第二定律进行思考分析,以物体惯性同质量的关系为主,对应物体惯性的唯一量度是质量。所以,A选项,对速度产生影响的关键在于动能增加,同惯性并不存在关系;B选项,由于动能相对较小,惯性并不会发生变化;D选项,转弯情况下,整体惯性并未发生变化。鉴于此,C选项为正确选项[1]。
2 仔细认真审题,发散解题思维
部分物理问题会给出一个或多个基础条件,少数问题甚至会提供多个物理过程,因此,认真仔细审题显得尤为关键。学生需要基于对已知条件的充分了解,发现题目隐含的条件,从而寻求解决问题的方法技巧。审题时,需对物理系统的受力做出准确分析,换算单位,对结果是否合理做出准确判断。之后,对习题涉及的求解主体,以抽象思维进行分析思考,将题目转化为物理图景,有利于对题目涉及的运动规律做出快速准确的分析,明确求解思维,实现解题思维的有效发散,充分保证解题效率[2]。
如题:如图1,地面放置叠放的A、B物体,力F分别作用于A、B物体,此时,A、B全部保持静止状态,分析A、B物体所受摩擦力情况。
解题时,需做出准确的受力分析图,力F作用于A物体的情况下,A相对于B存在向右运动的趋势,B相对于A则存在向左运动的趋势,因此,A所受摩擦力方向向左,且同F保持相等。B受到A方向向右的静摩擦力,大小同F保持相等。由于A、B保持相对静止状态,B存在向右运动趋势,因此,B受到地面向左静摩擦力Fμ,大小同F保持相等,如图2。
F作用于B的情况下,B相对于地面存在向右运动趋势,因此,B受到地面向左静摩擦力Fμ,大小同F保持相等。若A受到B摩擦力作用,则无法保持静止状态,因此,A、B两物体并不存在摩擦力作用,如图3。
3 深入掌握知识点,灵活运用知识
高中生需学习掌握的物理力学知识内容相对较多,而且与力学有关的部分综合性题目,侧重于考查学生对不同定律的深刻理解和综合运用,以此锻炼学生判断能力、逻辑推理能力和抽象思维能力。解答力学问题时,需对部分相对复杂的受力做系统分析,这也是许多学生较难理解掌握的关键知识点。解题时,学生需对各阶段物体受力进行思考分析,运用力学知识做出受力分析图,并明确正确的解题思路,使解题效率和准确性得到有效提高。通常而言,关于加速度与瞬间关系等方面的问题,需运用牛顿定律进行解答,唯有对知识点深入理解掌握,方可做到对知识的灵活运用,保证解题效率[3]。同时,学生需对题目已知条件进行思考分析,充分了解物理过程,构建相应的物理情境。物体运动过程中所处阶段不同,表现出的规律也不同,务必对规律性有充分认知,方可明确合理的解题技巧方法。
如题:水平且长度足够的轨道上,列车保持匀速行驶状态,车厢内一名乘客竖直向上跳起的情况下,落点仍旧保持原位,具体原因是( )。
A.乘客跳起的情况下,车厢内空气提供向前的力,使其保持向前运动。
B.乘客跳起的情况下,车厢提供向前的摩擦力,使其保持向前运动。
C.乘客跳起的情况下,列车继续保持向前运动,所以落点向后,由于时间相对较短,距离微小,不明显。
D.乘客跳起的情况下,水平方向同列车水平速度保持相同。
对于此题,乘客竖直向上起跳的情况下,可以看作是竖直方向的上抛运动,水平方向的乘客不会受外力作用,由于惯性,水平方向速度同列车保持相同,因此,落点仍旧保持原位,D选项正确。
4 重视易错问题,理清解题思路
通常,当学生碰到无法解决的问题或解题出现错误时,教师仅需简单加以引导,学生便可以立刻醒悟。但当学生再次解答相同问题时,仍有部分学生无法找到入手点或继续在解题中出现错误。这是因为学生在解题时思路不清晰。
如题:一名司机驾驶卡车期间,行驶途中存在疲劳驾驶,并在限速60 km/h的公路上发生交通事故,同障碍物发生碰撞,交警根据散落的汽车零部件,对事故发生过程做出还原模拟,发现零部件掉落水平距离是13.3 m,卡车车顶同散落点竖直高度是2.45 m,判断卡车行驶途中是否存在超速行为?
此题的解题思路為,应先对零部件运动情况进行思考分析,把零部件散落看作是平抛运动,卡车速度能确定平抛起始速度,假设卡车行驶速度为v,零部件掉落时间是t,高度和水平位移均为已知,所以,由s=vt、gt2=h,可以求出v=s=19 m/s=68.4 km/h,结果超过限速,可知卡车司机存在超速行为。对此类问题的解答,关键在于要明确解题思路,教师需重视收集整理易错题,引导学生对易错题进行反复练习,指导学生理清思路,了解掌握原理,促使学生解题效率和准确性得到有效提高[4]。
5 强化逻辑思维,实现举一反三
高中物理教学中,对学生思维能力的锻炼培养,有利于学生对基础知识进行深入学习理解,完善知识结构体系,对力学知识进行系统分析,并逐步形成严密的逻辑思维,为力学解题奠定基础。对于复杂受力问题,或是多个物体间受力问题,应基于逻辑思维,对物体间存在的关系进行系统全面的思考分析,使解题思路清晰明了。尽管高中力学问题类型相对较多,但这些问题本质上均存在相应的规律,教师要引导学生对规律特点做出总结,引导学生对知识点间的关系进行思考分析,强化学生的逻辑思维,培养学生举一反三的能力[5]。
如题:质点P受到五个方向力的共同作用,方向、大小同正六边形两条边与三条对角线保持相同,如图4,其中,五个力合力大小为最小力的( )倍。
解题时,对受力情况进行思考分析,对各角大小做出明确,基于对角的分析,如图5,其中,∠1、∠2、∠3分别为120°、90°、30°,基于图形分析,可以得知总合力为最小力的6倍。同时,基于图解法的运用,对分离、合力关系做出准确分析,两个合力夹角在不超过180°的情况下,增加其中一个分力,或是增加两个分力,需对总合力变化做出准确分析,并结合公式快速准确计算出合力大小[6]。
综上所述,高中物理教学中,力学属于关键知识点,是学生要理解掌握的重要知识,解题技巧的传授指导,对学生力学学习和力学解题具有重要的影响和作用。所以,教师应重视指导学生学习掌握并应用科学正确的解题技巧,促使学生解题效率有效提高,提升学生的物理综合能力。
【参考文献】
[1]王鹏.高中物理力学解题技巧及应用实践探索[J].科学大众
(科学教育),2017(10).
[2]罗晨彧.应用简捷解题方法提高高中物理力学解题效率[J].数理化解题研究:高中版,2017(12).
[3]陈桂林.高中物理力学解题方法及技巧分析[J].数理化解题研究:高中版,2015(19).
[4]陈钜文.高中物理力学题解题方法研究与应用[J].教育科学
(全文版),2016(12).
[5]高文.高中物理力学解题技巧及其应用研究[J].新课程
(下),2019(1).
[6]海泽儒.高中物理力学解题技巧及应用实践探索[J].科技风,2018(12).
【作者简介】
申荣(1977~),女,汉族,河南清丰人,本科,高中物理一级教师。研究方向:微课程在高中物理课堂中的应用。