高中物理解题优化措施探析

【摘要】力学是高中物理学科的重要知识内容，相关问题较为抽象，需要学生具备一定的问题理解能力、抽象思维能力、判断能力与分析能力，要求学生掌握科学的解题方法.面对复杂的高中物理力学问题，学生可以根据实际情况选择合适的方法，通过分析参数、运用方程、构建模型等方式优化解题措施，提高解题效率.本文根据人教版高中物理教材内容，分别从多个角度入手，对高中物理解题优化措施进行深入探究.

【关键词】高中物理；力学；解题技巧

对高中学生而言，力学既是高中物理的重要知识点，也是高考考查的重点内容，关系到学生之后的物理学习.在高考中，力学有关的题目更加复杂与抽象，若学生不能灵活利用物理知识、清晰梳理物理题目信息，则很容易出现解题错误.因此，学生必须牢固掌握力学的解题方法，可以根据题目具体情况选择合适的解题方法，优化解题过程，提高解题效率［1］.

1 受力分析，找到参数关联解决问题

受力分析，是解决力学问题的基础方法，也是很多力学问题题目分析的最初化解.面对较为复杂的力学问题，学生应当根据题干具体情境，灵活运用矢量三角形、正交分解、矢量平行四边形等知识点进行受力分析，确定题干中力学对象各参数之间的内在关联，以便于得到正确答案.

例1 圆柱体a与圆柱体b相互紧靠，两个圆柱体的形状、质量完全一致，表面均是光滑的、重力都是G，MN是固定的水平面，此时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，处于静止状态，此时对a与b的组合施加一个水平力F，经过a的轴心且将a缓慢拉离平面，让a滑行到b的顶端位置，请问，下面说法正确的是（ ）

（A）F先增大，后减小，最大值是G.

（B）拉动开始时，F的最大值是2G，后逐渐减小到0.

（C）拉动开始时，a与b间的压力最大为2G，之后逐渐减小，最终为G.

（D）a与b之间的压力，是从0开始增加的，最大可以增加到G.

图1

这个题目中，最明显的信息就是“a与b的形状、质量完全一致，表面光滑、重力为G”.面对这道题，学生需要先找到题目中互相具有关联的参数，比如a受到的重力G与拉力F之间的关联，b受到的压力与支持力之间的关联.把握参数内在关联之后，对a进行受力分析，确定平衡条件-F=N′cosθ，N′sinθ=G.联立得到F=N′cotθ，N′=Gsinθ.之后，可以根据数学学科中角的知识点，确定θ的范围是30°～90°.在这个角度范围内，F、N′逐渐减小.经过推导，得到结论：θ为30°时，F、N′的最大值分别是3G、2G，之后会逐渐减小到G.所以，应当选择（C）.

2 方程解题，灵活运用知识解答方程

方程解题是一种较为常见的力学题目解决方法，学生在面对力学题目时，要确保物理方程式的正确性，同时结合相关条件分析题干中角之间的关系，分析物体的运动状态.利用方程式解题，学生需要根据题目灵活运用动能守恒定律、机械能守恒定律、动量定理等知识点［2］.

例2 在两个斜面之间有一个木块，木块从左边斜面A点位置开始下滑，经过一段水平面之后向右边斜面方向滑行，在B点静止.假设：两个斜面之间的所有位置动摩擦因数恒定为μ（忽视转折位置木块的能量损失），AB与水平面之间的夹角是θ，请问下列结论成立的是（ ）

（A）μ =sinθ.

（B）μ =tanθ.

（C）两斜面倾角一定大于θ.

（D）右边斜面倾角可能大于θ.

图2

这个题目就是经典的动能与机械能的能量守恒问题.解决这个问题需要把握题目的核心关系——摩擦因数恒定，将这个条件与AB与水平面之间的夹角是θ、在夹角是θ的范围内木块滑动、木块在B点静止综合分析.学生可以从木块的水平位移角度入手，假设木块水平位移是x，高度降低了h，那么这个运动过程中可以得到mgh-Wf=0，则Wf=μmgx，得到μ=hx，hx=tanθ.若左右两侧的斜面的倾角分别是α、β，木块在左侧斜面可以向下滑动，在右侧斜面可以上滑、无法下滑，此时就可以得到μ＜tanα，μ≥tanβ，而μ=tanθ，于是可以得到α＞θ，β≤θ，因此选项（B）是正确的.

3 建模呈现，借助模型构思解决问题

考虑到高中物理力学问题较为抽象且复杂，部分题目无法使用简单的受力分析得出结论，也不具备方程式的基础条件，教师建议学生们采用建模法进行解题.建模法解题，就是指对题目中的信息进行分析，忽略题目中的次要因素，突出主要因素，把握题目中的力学关系本质以此构建模型.在解决一个复杂抽象的问题时，常常使用建模法进行辅助.学生可以根据题目情况，灵活选择构建不同的模型，比如对象模型、过程模型与条件模型.其中，对象模型就是将题目中的研究对象作为建模的要素，比如弹性小球、单摆等；过程模型，就是将题目中物理力学现象发生的过程简化为模型，比如直线运动、平抛运动、弹性碰撞运动等；条件模型，就是指将题目中力学现象的外部条件转化为抽象的模型，比如光滑平面模型、光滑斜面模型、轻绳、轻杆等［3］.

例3 质量为m的小球用轻质细绳固定在A、B两点，现将水平细绳OB突然剪断，求剪断瞬间，小球的加速度.

图3

这个题目中的“轻质细绳”是一个标准的理想模型，其中包含了“不计细绳质量”“细绳材料可能影响小球加速度”等条件.因此，应当根据这个题目关键信息构建理想绳模型，并且从细绳的材料入手，分两种情况讨论模型：若细绳是弹性绳，则水平拉力消失的瞬间另一个拉力的大小、方向均保持不变；若细绳是刚性绳，那么若水平拉力消失则另一个拉力会发生“瞬变”反应.根据这个模型，可以求得小球的加速度.

4 结语

综上所述，高中物理题目较为复杂，如何理清解题思路，找准关键信息.又快又好地解决问题，是学生应当认真思考的问题.在今后的物理解题中，应当先确定问题的类型，明确解题基础方向.之后再选择合适的解题方法，找到相关参数，或者构建模型，精准解题.在以优化措施解题的过程中，也可以不断提高学生的解题能力，助力学生学习与发展.

参考文献：

［1］余国勇.论高中物理力学的解题技巧［J］.数理天地（高中版），2023（20）：22-23.

［2］余国勇.论高中物理力学的解题技巧［J］.数理天地（高中版），2023（18）：9-10.

［3］黄江鹏.高中物理解题优化策略——以“力学”为例［J］.数理化解题研究，2023（19）：117-119.