高文
摘 要:力學(xué)知識是高中物理學(xué)科中的重點(diǎn)和難點(diǎn),很多高中生在學(xué)習(xí)的過程中都會感到力不從心。為了提高高中生的力學(xué)學(xué)習(xí)水平,我們必須掌握科學(xué)的力學(xué)解題技巧,并將其應(yīng)用到實(shí)際的解題過程中。
關(guān)鍵詞:力學(xué)知識;高中物理;解題技巧
物理是高中階段理科的基礎(chǔ)學(xué)科之一,高中物理對學(xué)生的知識應(yīng)用能力提出了更高的要求。力學(xué)是高中物理知識中的重要組成部分,對學(xué)生來說也是內(nèi)容較多、難以了解的一部分內(nèi)容。其中高中物理的力學(xué)部分包含著動力學(xué)和靜力學(xué)以及牛頓運(yùn)動定律等相關(guān)知識,更是涉及眾多的力學(xué)分析,多數(shù)學(xué)生會覺得力學(xué)知識晦澀難懂。因此,在高中物理教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)教會學(xué)生正確的解題技巧和方法,幫助學(xué)生真正學(xué)好高中物理知識。
一、高中物理力學(xué)知識學(xué)習(xí)方法
第一,歸納和總結(jié)力學(xué)知識中常見的力學(xué)模型,為物理解題奠定基礎(chǔ)。常見的高中物理力學(xué)模型有以下幾種類型:一是連接體模型,只借助細(xì)繩或者細(xì)桿將物體連接起來的物體組,或者將幾種物體直接疊放起來,形成多個物體組;二是斜面模型,物體在斜面上的受力情況主要是受到摩擦力和傾角的影響;三是輕繩、輕桿模型,輕繩模型僅僅可以承受拉力,而輕桿模型既可以承受拉力,也可以承受壓力和來自任意方向的受力;四是超重模型和失重模型,超重或者失重狀態(tài)下的中心受力方向都要被考慮在內(nèi);五是碰撞模型,要明確動量守恒定律及其實(shí)際應(yīng)用,明確碰撞發(fā)生之后系統(tǒng)的功能不可大于碰撞之前系統(tǒng)的功能;六是人船模型,主要是在靜態(tài)下出現(xiàn)相對運(yùn)動的狀態(tài),運(yùn)動方向需符合動量守恒定律。教師應(yīng)當(dāng)讓高中生明確常見的力學(xué)模型及其實(shí)際應(yīng)用情況,使他們在解決物理力學(xué)問題的過程中達(dá)到簡化問題的效果。
第二,明確高中物理力學(xué)問題的基本分析方法,以找出正確的解題思路。高中物理力學(xué)知識涉及摩擦力、彈力、重力、引力、電場力等幾種類型,學(xué)生需要結(jié)合上文中的幾種力學(xué)模型展開受力分析,其中的分析方法可以分為以下幾種:其一,判斷力存在性方法,結(jié)合力學(xué)題目中的信息進(jìn)行分析,如以彈力—摩擦力的順序考慮問題;又如相互垂直力達(dá)到最大值等,都是常見的判定分析方法。其二,判定受力方向的方法,同一直線定方向、計算結(jié)果為標(biāo)量;分量方向如果不好判定,應(yīng)當(dāng)結(jié)合各種結(jié)果來判定。其三,針對力的隔離法和整體法來判定,隔離法主要是在狀態(tài)相同的情況下對內(nèi)力進(jìn)行研究,整體法是在不同受力情況下了解外力。其四,根據(jù)力運(yùn)動趨勢進(jìn)行判定,這種方法需要結(jié)合加速度和運(yùn)動軌跡等情況來判定。通過這幾種不同的力學(xué)分析方法,學(xué)生就可以在建立科學(xué)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,列出力學(xué)題目中的受力方程,進(jìn)而為正確解題打好基礎(chǔ)。
二、高中物理力學(xué)問題解題技巧及其應(yīng)用
1.了解力學(xué)特征,明確解題程序
在力學(xué)問題解題過程中,高中生必須要結(jié)合具體的力學(xué)知識分層解決力學(xué)問題,逐步破解力學(xué)知識的重點(diǎn)和難點(diǎn),進(jìn)而找出正確的解題思路,達(dá)到解決力學(xué)問題的目的?;诹W(xué)問題復(fù)雜性和抽象性的特征,其解題程序應(yīng)當(dāng)分為以下幾個步驟:首先,結(jié)合題目給出的信息選擇受力分析的對象,并對其進(jìn)行受力分析和運(yùn)動分析,結(jié)合分析對象的物理過程來分段研究,以明確解題思路;其次,在明確解題思路之后,需要選擇力學(xué)規(guī)律、性質(zhì)和相關(guān)的解題方法來對不同階段的力學(xué)分析進(jìn)行解答,并結(jié)合已知信息列出物理方程;然后,充分挖掘已知信息中的潛在力學(xué)條件,結(jié)合具體問題進(jìn)行分析,構(gòu)建輔助方程式,并通過物理方程達(dá)到力學(xué)問題解題的目的。在力學(xué)問題解題程序的實(shí)際應(yīng)用過程中,有時候也不必嚴(yán)格按照這個程序進(jìn)行解題,而是要具體問題具體分析,注意程序運(yùn)用的靈活性。
2.豐富解題方法,掌握解題技巧
常見高中物理力學(xué)解題方法主要有圖像法和分析法。其中圖像法要求學(xué)生在充分了解題目信息、分析對象的基礎(chǔ)上,確定物體承受的內(nèi)力和外力情況,而且在分析的過程中受力分析和受力處理不能同時進(jìn)行,而是從整體上構(gòu)建分析對象的受力圖,挖掘題目中的關(guān)鍵信息,進(jìn)而正確解決力學(xué)問題。對于分析法來說,其解題技巧的出發(fā)點(diǎn)與圖像法存在著不同之處,分析法主要是從未知參數(shù)數(shù)量入手,結(jié)合題目中給出的條件來列出力學(xué)方程式,同時還要詳細(xì)分析題目信息中的未知量,以達(dá)到收集到足夠信息的程度。
例題:一個連同裝備總質(zhì)量為m=100千克的宇航員,在距離飛船s=45米處與飛船處于相對靜止?fàn)顟B(tài)。宇航員背著裝有質(zhì)量為m0=0.5千克氧氣的貯氧筒,可以將氧氣以v=50米/秒的速度從噴咀噴出。為了安全返回飛船,必須向返回的相反方向噴出適量的氧,同時保留一部分氧供途中呼吸,且宇航員的耗氧率為:r=2.5×10-4千克/秒。試計算:噴氧量應(yīng)控制在什么范圍?返回所需的最長和最短時間是多少?
總而言之,為了幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)力學(xué)知識,教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生在明確解題程序、掌握解題技巧的基礎(chǔ)上,運(yùn)用圖像法和分析法等多種力學(xué)問題解題方法,鍛煉高中生的力學(xué)解題能力,進(jìn)而為高中生的物理學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
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