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高中物理力學(xué)解題方法之我見

2014-07-22 10:45談志剛
理科考試研究·高中 2014年7期
關(guān)鍵詞:綜合題受力力學(xué)

談志剛

高中物理按照知識結(jié)構(gòu)的角度劃分,可以分為熱、光、電、力、原五大部分,而力學(xué)模塊是學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)起來比較困難的知識體系.在每年的理綜考試物理題目中,力學(xué)都會占有很大的分值比重,因為力學(xué)綜合體能夠充分考察學(xué)生的分析問題的能力,因此,如何提高學(xué)生解決力學(xué)問題的能力成為許多高中物理教師面對的難題.根據(jù)多年的經(jīng)驗,筆者認(rèn)為可以通過以下幾點提高高中物理力學(xué)題目的解題能力.

1.認(rèn)真審題,弄清題意

審題是做題的第一個步驟.對于高中物理力學(xué)題,尤其是那些綜合性比較強的題目,一定要認(rèn)真審題,對題目進行仔細分析,弄清題意.通過審題,弄清楚題目中給的已知條件,弄清楚題目中發(fā)生的物理過程,從而建立比較清楚的物理圖景,構(gòu)成初步的解題思維框架.對力學(xué)綜合題目審題的過程中還要注意題目中的隱含條件,要習(xí)慣用文字、符號或者圖標(biāo)等簡單形式進行有序記錄,并對已知信息進行簡單推理和分析,找出對解題有用的信息.對于物理過程的分析尤其要注意,要明確題目中物理過程的進行條件和運動性質(zhì),對過程中的不變量和變量中的等量關(guān)系進行把握,這樣才能夠形成清晰的解題思路.

2.準(zhǔn)確找出受力對象

正確的找出受力對象是解決力學(xué)問題的前提.教師要反復(fù)訓(xùn)練學(xué)生尋找受力對象的能力,只有找對受力對象才能運用適當(dāng)?shù)姆椒ā⒐?/p>

式和定理去解決問題.

例如圖1所示,質(zhì)量為

1 kg的小物塊以5 m/s的初速度滑上一塊原來靜止在水平面上的木板,木板的質(zhì)量為4 kg.經(jīng)過時間2 s,物塊從木板的另一端以1 m/s相對地的速度滑出,這一過程中木板的位移為0.5 m,求木板與水平面間的動摩擦因數(shù).

解由勻變速直線運動的公式得小物塊的加速度的大小為

a1=v0-vtt=2(m/s2).

木板的加速度大小為a2=2st2=0.25(m/s2).

根據(jù)牛頓第二定律

F=ma

對小物塊得F1′=ma1=1×2=2(N),

對木板得F1-μ(m+M)g=Ma2,

μ=F1-Ma2m+Mg=2-4×0.251+4×10=0.02.

3 抓住問題的本質(zhì)特征,建立模型

物體運動的過程中遵循的規(guī)律不同,其特征和受力情況也不同.所以,只要對物理運動的受力特征分析清楚,才能夠找出比較簡捷恰當(dāng)?shù)慕忸}思路.這需要借助于建立物理模型幫助學(xué)生簡化物理難題.想要正確的建立物理模型,要對受力對象的受力特征進行分析,清楚其實如何運動的,其運動過程是怎樣的,只有這樣才能對運動的定量和定理進行確定,進而得到答案.

4.要善于運用轉(zhuǎn)換法解答題目

高中物理力學(xué)中經(jīng)常會有一些看似陌生實際熟悉的題目,這時可以借助模型轉(zhuǎn)換方法將現(xiàn)實生活中一些事物轉(zhuǎn)換成我們熟悉的運動過程,從中找到相似的規(guī)律,進而用熟悉的物理過程解決陌生的物理力學(xué)問題.

例下面一個題目:如圖2所示,一條不可伸長的輕繩長為L,一端用手握住,另一端系一質(zhì)量為m的小球,今使手握的一端在水平桌面上做半徑為R、角速度為ω的勻速圓周運動,且使繩始終與半徑R的圓相切,小球也將在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動,若人手做功的功率為P,求:

(1)小球做勻速圓周運動的線速度大小;

(2)小球在運動過程中所受到的摩擦阻力的大小.

解(1)小球的角速度與手轉(zhuǎn)動的角速度必定相等均為ω.設(shè)小球做圓周運動的半徑為r,線速度為v.

由幾何關(guān)系得

r=L2+R2,v=ω·r,

解得v=ωL2+R2.

(2)設(shè)手對繩的拉力為F,手的線速度為v,

由功率公式得P=Fv=F·ωR,

F=PωR.

研究小球的受力情況如圖3所示,因為小球做勻速圓周運動,所以切向合力為零,即

Fsinθ=f,

其中sinθ=RL2+R2,

聯(lián)立解得f=PωL2+R2.

通過將涉及到實際問題轉(zhuǎn)換成我們熟悉的運動類型,不僅降低題目的解題難度,還能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維想像能力.

總之,在高中物理各類考試中,理科綜合題都是重點和熱點問題,力學(xué)綜合題目更是重中之重.力學(xué)綜合題之所以成為各類考試和考察的側(cè)重點,主要在于力學(xué)綜合題對教學(xué)效果與學(xué)生物理學(xué)習(xí)水平的檢查有非常重要作用.高中物理力學(xué)綜合題的重要性,要求我們必須掌握相應(yīng)的解題方法.所以,解答高中物理力學(xué)綜合題時不僅要認(rèn)真審題,弄清楚題意,還要對研究對象進行確定,正確運用解題途徑與規(guī)律.只有這樣才能確保該種類型題目的得分率,才對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績有很重要的作用.

endprint

高中物理按照知識結(jié)構(gòu)的角度劃分,可以分為熱、光、電、力、原五大部分,而力學(xué)模塊是學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)起來比較困難的知識體系.在每年的理綜考試物理題目中,力學(xué)都會占有很大的分值比重,因為力學(xué)綜合體能夠充分考察學(xué)生的分析問題的能力,因此,如何提高學(xué)生解決力學(xué)問題的能力成為許多高中物理教師面對的難題.根據(jù)多年的經(jīng)驗,筆者認(rèn)為可以通過以下幾點提高高中物理力學(xué)題目的解題能力.

1.認(rèn)真審題,弄清題意

審題是做題的第一個步驟.對于高中物理力學(xué)題,尤其是那些綜合性比較強的題目,一定要認(rèn)真審題,對題目進行仔細分析,弄清題意.通過審題,弄清楚題目中給的已知條件,弄清楚題目中發(fā)生的物理過程,從而建立比較清楚的物理圖景,構(gòu)成初步的解題思維框架.對力學(xué)綜合題目審題的過程中還要注意題目中的隱含條件,要習(xí)慣用文字、符號或者圖標(biāo)等簡單形式進行有序記錄,并對已知信息進行簡單推理和分析,找出對解題有用的信息.對于物理過程的分析尤其要注意,要明確題目中物理過程的進行條件和運動性質(zhì),對過程中的不變量和變量中的等量關(guān)系進行把握,這樣才能夠形成清晰的解題思路.

2.準(zhǔn)確找出受力對象

正確的找出受力對象是解決力學(xué)問題的前提.教師要反復(fù)訓(xùn)練學(xué)生尋找受力對象的能力,只有找對受力對象才能運用適當(dāng)?shù)姆椒?、?/p>

式和定理去解決問題.

例如圖1所示,質(zhì)量為

1 kg的小物塊以5 m/s的初速度滑上一塊原來靜止在水平面上的木板,木板的質(zhì)量為4 kg.經(jīng)過時間2 s,物塊從木板的另一端以1 m/s相對地的速度滑出,這一過程中木板的位移為0.5 m,求木板與水平面間的動摩擦因數(shù).

解由勻變速直線運動的公式得小物塊的加速度的大小為

a1=v0-vtt=2(m/s2).

木板的加速度大小為a2=2st2=0.25(m/s2).

根據(jù)牛頓第二定律

F=ma

對小物塊得F1′=ma1=1×2=2(N),

對木板得F1-μ(m+M)g=Ma2,

μ=F1-Ma2m+Mg=2-4×0.251+4×10=0.02.

3 抓住問題的本質(zhì)特征,建立模型

物體運動的過程中遵循的規(guī)律不同,其特征和受力情況也不同.所以,只要對物理運動的受力特征分析清楚,才能夠找出比較簡捷恰當(dāng)?shù)慕忸}思路.這需要借助于建立物理模型幫助學(xué)生簡化物理難題.想要正確的建立物理模型,要對受力對象的受力特征進行分析,清楚其實如何運動的,其運動過程是怎樣的,只有這樣才能對運動的定量和定理進行確定,進而得到答案.

4.要善于運用轉(zhuǎn)換法解答題目

高中物理力學(xué)中經(jīng)常會有一些看似陌生實際熟悉的題目,這時可以借助模型轉(zhuǎn)換方法將現(xiàn)實生活中一些事物轉(zhuǎn)換成我們熟悉的運動過程,從中找到相似的規(guī)律,進而用熟悉的物理過程解決陌生的物理力學(xué)問題.

例下面一個題目:如圖2所示,一條不可伸長的輕繩長為L,一端用手握住,另一端系一質(zhì)量為m的小球,今使手握的一端在水平桌面上做半徑為R、角速度為ω的勻速圓周運動,且使繩始終與半徑R的圓相切,小球也將在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動,若人手做功的功率為P,求:

(1)小球做勻速圓周運動的線速度大小;

(2)小球在運動過程中所受到的摩擦阻力的大小.

解(1)小球的角速度與手轉(zhuǎn)動的角速度必定相等均為ω.設(shè)小球做圓周運動的半徑為r,線速度為v.

由幾何關(guān)系得

r=L2+R2,v=ω·r,

解得v=ωL2+R2.

(2)設(shè)手對繩的拉力為F,手的線速度為v,

由功率公式得P=Fv=F·ωR,

F=PωR.

研究小球的受力情況如圖3所示,因為小球做勻速圓周運動,所以切向合力為零,即

Fsinθ=f,

其中sinθ=RL2+R2,

聯(lián)立解得f=PωL2+R2.

通過將涉及到實際問題轉(zhuǎn)換成我們熟悉的運動類型,不僅降低題目的解題難度,還能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維想像能力.

總之,在高中物理各類考試中,理科綜合題都是重點和熱點問題,力學(xué)綜合題目更是重中之重.力學(xué)綜合題之所以成為各類考試和考察的側(cè)重點,主要在于力學(xué)綜合題對教學(xué)效果與學(xué)生物理學(xué)習(xí)水平的檢查有非常重要作用.高中物理力學(xué)綜合題的重要性,要求我們必須掌握相應(yīng)的解題方法.所以,解答高中物理力學(xué)綜合題時不僅要認(rèn)真審題,弄清楚題意,還要對研究對象進行確定,正確運用解題途徑與規(guī)律.只有這樣才能確保該種類型題目的得分率,才對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績有很重要的作用.

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高中物理按照知識結(jié)構(gòu)的角度劃分,可以分為熱、光、電、力、原五大部分,而力學(xué)模塊是學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)起來比較困難的知識體系.在每年的理綜考試物理題目中,力學(xué)都會占有很大的分值比重,因為力學(xué)綜合體能夠充分考察學(xué)生的分析問題的能力,因此,如何提高學(xué)生解決力學(xué)問題的能力成為許多高中物理教師面對的難題.根據(jù)多年的經(jīng)驗,筆者認(rèn)為可以通過以下幾點提高高中物理力學(xué)題目的解題能力.

1.認(rèn)真審題,弄清題意

審題是做題的第一個步驟.對于高中物理力學(xué)題,尤其是那些綜合性比較強的題目,一定要認(rèn)真審題,對題目進行仔細分析,弄清題意.通過審題,弄清楚題目中給的已知條件,弄清楚題目中發(fā)生的物理過程,從而建立比較清楚的物理圖景,構(gòu)成初步的解題思維框架.對力學(xué)綜合題目審題的過程中還要注意題目中的隱含條件,要習(xí)慣用文字、符號或者圖標(biāo)等簡單形式進行有序記錄,并對已知信息進行簡單推理和分析,找出對解題有用的信息.對于物理過程的分析尤其要注意,要明確題目中物理過程的進行條件和運動性質(zhì),對過程中的不變量和變量中的等量關(guān)系進行把握,這樣才能夠形成清晰的解題思路.

2.準(zhǔn)確找出受力對象

正確的找出受力對象是解決力學(xué)問題的前提.教師要反復(fù)訓(xùn)練學(xué)生尋找受力對象的能力,只有找對受力對象才能運用適當(dāng)?shù)姆椒?、?/p>

式和定理去解決問題.

例如圖1所示,質(zhì)量為

1 kg的小物塊以5 m/s的初速度滑上一塊原來靜止在水平面上的木板,木板的質(zhì)量為4 kg.經(jīng)過時間2 s,物塊從木板的另一端以1 m/s相對地的速度滑出,這一過程中木板的位移為0.5 m,求木板與水平面間的動摩擦因數(shù).

解由勻變速直線運動的公式得小物塊的加速度的大小為

a1=v0-vtt=2(m/s2).

木板的加速度大小為a2=2st2=0.25(m/s2).

根據(jù)牛頓第二定律

F=ma

對小物塊得F1′=ma1=1×2=2(N),

對木板得F1-μ(m+M)g=Ma2,

μ=F1-Ma2m+Mg=2-4×0.251+4×10=0.02.

3 抓住問題的本質(zhì)特征,建立模型

物體運動的過程中遵循的規(guī)律不同,其特征和受力情況也不同.所以,只要對物理運動的受力特征分析清楚,才能夠找出比較簡捷恰當(dāng)?shù)慕忸}思路.這需要借助于建立物理模型幫助學(xué)生簡化物理難題.想要正確的建立物理模型,要對受力對象的受力特征進行分析,清楚其實如何運動的,其運動過程是怎樣的,只有這樣才能對運動的定量和定理進行確定,進而得到答案.

4.要善于運用轉(zhuǎn)換法解答題目

高中物理力學(xué)中經(jīng)常會有一些看似陌生實際熟悉的題目,這時可以借助模型轉(zhuǎn)換方法將現(xiàn)實生活中一些事物轉(zhuǎn)換成我們熟悉的運動過程,從中找到相似的規(guī)律,進而用熟悉的物理過程解決陌生的物理力學(xué)問題.

例下面一個題目:如圖2所示,一條不可伸長的輕繩長為L,一端用手握住,另一端系一質(zhì)量為m的小球,今使手握的一端在水平桌面上做半徑為R、角速度為ω的勻速圓周運動,且使繩始終與半徑R的圓相切,小球也將在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動,若人手做功的功率為P,求:

(1)小球做勻速圓周運動的線速度大小;

(2)小球在運動過程中所受到的摩擦阻力的大小.

解(1)小球的角速度與手轉(zhuǎn)動的角速度必定相等均為ω.設(shè)小球做圓周運動的半徑為r,線速度為v.

由幾何關(guān)系得

r=L2+R2,v=ω·r,

解得v=ωL2+R2.

(2)設(shè)手對繩的拉力為F,手的線速度為v,

由功率公式得P=Fv=F·ωR,

F=PωR.

研究小球的受力情況如圖3所示,因為小球做勻速圓周運動,所以切向合力為零,即

Fsinθ=f,

其中sinθ=RL2+R2,

聯(lián)立解得f=PωL2+R2.

通過將涉及到實際問題轉(zhuǎn)換成我們熟悉的運動類型,不僅降低題目的解題難度,還能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維想像能力.

總之,在高中物理各類考試中,理科綜合題都是重點和熱點問題,力學(xué)綜合題目更是重中之重.力學(xué)綜合題之所以成為各類考試和考察的側(cè)重點,主要在于力學(xué)綜合題對教學(xué)效果與學(xué)生物理學(xué)習(xí)水平的檢查有非常重要作用.高中物理力學(xué)綜合題的重要性,要求我們必須掌握相應(yīng)的解題方法.所以,解答高中物理力學(xué)綜合題時不僅要認(rèn)真審題,弄清楚題意,還要對研究對象進行確定,正確運用解題途徑與規(guī)律.只有這樣才能確保該種類型題目的得分率,才對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績有很重要的作用.

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