王智驄
摘 要:高中物理學(xué)習(xí)中,主要知識(shí)模塊分為電場(chǎng)部分和力學(xué)部分,其中靜力學(xué)和電場(chǎng)是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。基于對(duì)電場(chǎng)和靜力問(wèn)題核心思想和主要用到的學(xué)習(xí)方法的研究,提出了高中物理電場(chǎng)及靜力問(wèn)題的解題思路和方法,以更好地進(jìn)行這兩方面知識(shí)的
學(xué)習(xí)。
關(guān)鍵詞:高中物理;電場(chǎng);靜力學(xué)
高中物理相對(duì)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單,在我們的學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)通過(guò)大量物理模型的建立幫助其進(jìn)行知識(shí)記憶和理解,同時(shí)這些模型也能為我們的解題過(guò)程提供指導(dǎo)。但是當(dāng)前存在的主要問(wèn)題為我們?cè)诮忸}時(shí)不知如何抓住解題重點(diǎn),或者一些綜合題目對(duì)知識(shí)的理解要求較高,這在很大程度上降低了我們的解題效率和正確率。
一、高中物理電場(chǎng)問(wèn)題解題思路和方法
相較于靜力學(xué)知識(shí),電場(chǎng)問(wèn)題需要我們記憶的公式較少,但是對(duì)于這種“場(chǎng)”的問(wèn)題,理解起來(lái)較為困難,所以本文建立的解題體系如下。
1.找到問(wèn)題考查的核心知識(shí)點(diǎn)
高中電場(chǎng)考查過(guò)程中基本為靜電場(chǎng)知識(shí)考查,并且對(duì)于考查內(nèi)容來(lái)說(shuō),能夠滿足出題要求的范圍更少,主要為電容器和電容、靜電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能和電勢(shì)以及電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系,這些知識(shí)具有很強(qiáng)的區(qū)別性[1]。以電容和電勢(shì)能為例,雖然在電容器中也會(huì)考查電場(chǎng)做功,但是在電容知識(shí)的考查中,通常在題目中有“兩塊平行金屬板”等關(guān)鍵詞,說(shuō)明該題目與電容器相關(guān),但是當(dāng)前高中物理對(duì)電容器方面知識(shí)的考查力度較低,出題時(shí)通常會(huì)通過(guò)電容器產(chǎn)生一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),同時(shí)在其中施加另一個(gè)垂直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),最終考查問(wèn)題為要使一個(gè)電荷穿過(guò)金屬板邊緣/板上小孔所需施加的勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度,這種問(wèn)題的核心知識(shí)點(diǎn)為電場(chǎng)做功,電容器相關(guān)知識(shí)在其中起輔助作用。
2.與物理模型相聯(lián)系
靜電場(chǎng)由于無(wú)法被人們直接觀測(cè),為了能夠更好地學(xué)習(xí)和使用,靜電場(chǎng)物理模型主要包括平行金屬板、元電荷、點(diǎn)電荷電場(chǎng)、電場(chǎng)線和等勢(shì)線,其中平行金屬板相關(guān)模型為重點(diǎn)和難點(diǎn),因?yàn)樵陔妶?chǎng)知識(shí)考查中,為了體現(xiàn)知識(shí)的綜合性通常在電場(chǎng)知識(shí)中融入能量守恒定律、動(dòng)力學(xué)等相關(guān)知識(shí),所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)題目中涉及“兩塊平行金屬板”等關(guān)鍵詞時(shí),需要立刻在心中檢索相關(guān)知識(shí)點(diǎn),并在頭腦中建立金屬板和帶電電荷模型,按照相關(guān)要求將電荷放置于金屬板的相關(guān)位置上,按題目要求進(jìn)行電荷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的模擬,幫助解題。
3.公式方程的有機(jī)變形
當(dāng)前很多同學(xué)學(xué)習(xí)電場(chǎng)知識(shí)時(shí)只注重對(duì)基礎(chǔ)公式的背誦,但是電場(chǎng)知識(shí)考查中大多需要對(duì)這些方程進(jìn)行變形,并且需要與各類相關(guān)知識(shí)進(jìn)行結(jié)合。例如在電勢(shì)能學(xué)習(xí)中,電勢(shì)能的基本公式為:W=FcosθAB,該公式中F為電荷所受的力,ABcosθ為電荷在力的方向上的移動(dòng)距離。但是在實(shí)際考查過(guò)程中,該公式具有很大的局限性,通常電荷的移動(dòng)路徑并不規(guī)則,需要采用積分學(xué)知識(shí)對(duì)電荷在力方向上的移動(dòng)距離進(jìn)行計(jì)算,這種方程變形能力需要經(jīng)過(guò)較多練習(xí)。
二、高中物理靜力問(wèn)題解題思路和方法
高中力學(xué)分為靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩個(gè)方面,其中靜力學(xué)較為簡(jiǎn)單,主要包括力的相互作用、力的合成與分解兩個(gè)方面,題目考查中也主要涉及這兩個(gè)方面[2]。
1.正確建立力學(xué)模型
高中物理靜力學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)為彈力和摩擦力,而重點(diǎn)和難點(diǎn)為力的合成與分解,所以在解題時(shí),需要建立正確的力學(xué)模型。力學(xué)模型主要分為以下兩種:(1)滑塊和水平面。該模型適用范圍為水平面上的力學(xué)分析,在建立模型時(shí),需要注意題目中是否含有“光滑水平面”字眼,若沒(méi)有該關(guān)鍵詞,需要在建立模型時(shí)考慮摩擦力影響,另外一些題目會(huì)將摩擦力與滑塊壓力聯(lián)系,需要注意題目要求。(2)滑塊與斜面。這種問(wèn)題較為復(fù)雜,力的分解對(duì)很多學(xué)生來(lái)說(shuō)較為困難,并且大多數(shù)題目還涉及摩擦力,所以重力分解時(shí)需要按沿斜面方向和斜面垂直方向進(jìn)行分解,這是一種重要的分解模型。
2.分析中保證力的完整性
在進(jìn)行靜力分析過(guò)程中,需要嚴(yán)格保證物體受力的完整性,所以在解題時(shí)需要對(duì)物體所受的力進(jìn)行研究。在解題中,首先需要尋找關(guān)鍵詞“光滑平/斜面”“勻速/靜止”,通過(guò)關(guān)鍵詞建立模型并判斷是否處于靜力平衡狀態(tài)。其次對(duì)題目中涉及的力在模型上進(jìn)行表示,判斷已知的力能否使物體處于平衡狀態(tài)。最后研究模型中是否含有摩擦力,若有,摩擦力的大小和方向如何,從而保證受力的完整性。
3.力的分解、合成規(guī)則研究
力的分解與合成規(guī)則為平行四邊形/三角形法則,但是在高中物理解題過(guò)程中,通常分解、合成方式為矩形分解。在力的分解與合成過(guò)程中,對(duì)于水平面的力學(xué)模型,考查過(guò)程中通常會(huì)在滑塊上施加一個(gè)不規(guī)則方向的力,需要對(duì)該力進(jìn)行水平和豎直方向上的分解,進(jìn)而將滑塊水平方向、豎直方向上的力進(jìn)行合成,合成過(guò)程設(shè)定參考方向,與參考方向相同的為正方向,反之為負(fù)方向,根據(jù)符號(hào)加減即可。斜面滑塊力的分解只要為重力和另外施加力的分解,分解方向?yàn)檠匦泵娣较蚝托泵娲怪狈较?,進(jìn)而進(jìn)行力的合成。
綜上所述,高中物理電場(chǎng)和靜力解題中,對(duì)于電場(chǎng)知識(shí),首先需要進(jìn)行核心知識(shí)點(diǎn)研究,其次進(jìn)行模型建立,最后進(jìn)行計(jì)算。而對(duì)于靜力學(xué)知識(shí),首先需要進(jìn)行合理的模型建立,并在該過(guò)程中對(duì)力的完整性進(jìn)行審查,其次進(jìn)行力的分解與合成,從而解決
問(wèn)題。
參考文獻(xiàn):
[1]盧俞志.高中物理電場(chǎng)解題的基本分析方法[J].經(jīng)貿(mào)實(shí)踐,2018(2):343.
[2]倪欣豪.淺析高中物理力學(xué)解題策略的一般步驟[J].科技風(fēng),2018(3):25.