【摘 要】在高中階段,物理是重要學(xué)科之一,力學(xué)屬于高中物理的關(guān)鍵基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)物理學(xué)習(xí)具有重要的影響和作用。所以,對(duì)于高中物理力學(xué)問(wèn)題,教師需關(guān)注學(xué)生對(duì)力學(xué)解題技巧的學(xué)習(xí)掌握,使學(xué)生的解題效率和準(zhǔn)確性可以得到充分保證,提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)效率。鑒于此,本文以高中物理力學(xué)為中心,對(duì)力學(xué)解題技巧及應(yīng)用進(jìn)行分析探討。
【關(guān)鍵詞】高中物理;力學(xué);解題技巧
【中圖分類號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437(2021)22-0175-03
高中物理學(xué)科學(xué)習(xí)難度較大,同數(shù)學(xué)、化學(xué)等學(xué)科也聯(lián)系緊密,具有較強(qiáng)的綜合性。力學(xué)屬于高中物理的關(guān)鍵知識(shí),力學(xué)問(wèn)題屬于物理問(wèn)題的關(guān)鍵內(nèi)容,教師需重視學(xué)生對(duì)力學(xué)問(wèn)題的理解、判斷能力的鍛煉與提升,以及解題技巧的指導(dǎo),使學(xué)生可以快速正確地解決力學(xué)問(wèn)題,為學(xué)生綜合能力的提升奠定基礎(chǔ)。
1? ?運(yùn)用基礎(chǔ)概念,培養(yǎng)物理思維
高中物理教學(xué)中,力學(xué)的概念知識(shí)是力學(xué)知識(shí)的關(guān)鍵內(nèi)容,學(xué)生需充分理解掌握并靈活運(yùn)用這部分知識(shí),以對(duì)有關(guān)力學(xué)的問(wèn)題做出快速正確的解答,鍛煉自己的發(fā)散思維。如牛頓第一、第二定律是最具代表性的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),若缺乏深入理解以及系統(tǒng)區(qū)分,學(xué)生則較易發(fā)生混淆。所以,力學(xué)解題技巧教學(xué)需基于基礎(chǔ)概念知識(shí),以各物理量之間的關(guān)系為主,引導(dǎo)學(xué)生深入思考分析問(wèn)題,這樣才能在解題過(guò)程中,鍛煉學(xué)生創(chuàng)新思維,培養(yǎng)學(xué)生的物理思維。
如題:關(guān)于以下物理現(xiàn)象,正確選項(xiàng)為( )。
A.賽車(chē)裝備大功率發(fā)動(dòng)機(jī)后,速度比老式螺旋槳飛機(jī)更快。由此可知,減少物體質(zhì)量,可以獲得慣性。
B.槍口射出的子彈,經(jīng)一段距離后,無(wú)法穿透西紅柿,由此可知,子彈慣性不斷減小。
C.貨車(chē)行駛到各站點(diǎn),需卸下或裝載貨物,會(huì)導(dǎo)致慣性發(fā)生改變。
D.行駛中的摩托車(chē),轉(zhuǎn)彎情況下,駕駛員在控制速度的同時(shí),身體會(huì)適當(dāng)傾斜,這是為了控制人與車(chē)的慣性,保證安全行駛。
解答慣性問(wèn)題,需基于牛頓第一、第二定律進(jìn)行思考分析,以物體慣性同質(zhì)量的關(guān)系為主,對(duì)應(yīng)物體慣性的唯一量度是質(zhì)量。所以,A選項(xiàng),對(duì)速度產(chǎn)生影響的關(guān)鍵在于動(dòng)能增加,同慣性并不存在關(guān)系;B選項(xiàng),由于動(dòng)能相對(duì)較小,慣性并不會(huì)發(fā)生變化;D選項(xiàng),轉(zhuǎn)彎情況下,整體慣性并未發(fā)生變化。鑒于此,C選項(xiàng)為正確選項(xiàng)[1]。
2? ?仔細(xì)認(rèn)真審題,發(fā)散解題思維
部分物理問(wèn)題會(huì)給出一個(gè)或多個(gè)基礎(chǔ)條件,少數(shù)問(wèn)題甚至?xí)峁┒鄠€(gè)物理過(guò)程,因此,認(rèn)真仔細(xì)審題顯得尤為關(guān)鍵。學(xué)生需要基于對(duì)已知條件的充分了解,發(fā)現(xiàn)題目隱含的條件,從而尋求解決問(wèn)題的方法技巧。審題時(shí),需對(duì)物理系統(tǒng)的受力做出準(zhǔn)確分析,換算單位,對(duì)結(jié)果是否合理做出準(zhǔn)確判斷。之后,對(duì)習(xí)題涉及的求解主體,以抽象思維進(jìn)行分析思考,將題目轉(zhuǎn)化為物理圖景,有利于對(duì)題目涉及的運(yùn)動(dòng)規(guī)律做出快速準(zhǔn)確的分析,明確求解思維,實(shí)現(xiàn)解題思維的有效發(fā)散,充分保證解題效率[2]。
如題:如圖1,地面放置疊放的A、B物體,力F分別作用于A、B物體,此時(shí),A、B全部保持靜止?fàn)顟B(tài),分析A、B物體所受摩擦力情況。
解題時(shí),需做出準(zhǔn)確的受力分析圖,力F作用于A物體的情況下,A相對(duì)于B存在向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),B相對(duì)于A則存在向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),因此,A所受摩擦力方向向左,且同F(xiàn)保持相等。B受到A方向向右的靜摩擦力,大小同F(xiàn)保持相等。由于A、B保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),B存在向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),因此,B受到地面向左靜摩擦力Fμ,大小同F(xiàn)保持相等,如圖2。
F作用于B的情況下,B相對(duì)于地面存在向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),因此,B受到地面向左靜摩擦力Fμ,大小同F(xiàn)保持相等。若A受到B摩擦力作用,則無(wú)法保持靜止?fàn)顟B(tài),因此,A、B兩物體并不存在摩擦力作用,如圖3。
3? ?深入掌握知識(shí)點(diǎn),靈活運(yùn)用知識(shí)
高中生需學(xué)習(xí)掌握的物理力學(xué)知識(shí)內(nèi)容相對(duì)較多,而且與力學(xué)有關(guān)的部分綜合性題目,側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)不同定律的深刻理解和綜合運(yùn)用,以此鍛煉學(xué)生判斷能力、邏輯推理能力和抽象思維能力。解答力學(xué)問(wèn)題時(shí),需對(duì)部分相對(duì)復(fù)雜的受力做系統(tǒng)分析,這也是許多學(xué)生較難理解掌握的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。解題時(shí),學(xué)生需對(duì)各階段物體受力進(jìn)行思考分析,運(yùn)用力學(xué)知識(shí)做出受力分析圖,并明確正確的解題思路,使解題效率和準(zhǔn)確性得到有效提高。通常而言,關(guān)于加速度與瞬間關(guān)系等方面的問(wèn)題,需運(yùn)用牛頓定律進(jìn)行解答,唯有對(duì)知識(shí)點(diǎn)深入理解掌握,方可做到對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用,保證解題效率[3]。同時(shí),學(xué)生需對(duì)題目已知條件進(jìn)行思考分析,充分了解物理過(guò)程,構(gòu)建相應(yīng)的物理情境。物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所處階段不同,表現(xiàn)出的規(guī)律也不同,務(wù)必對(duì)規(guī)律性有充分認(rèn)知,方可明確合理的解題技巧方法。
如題:水平且長(zhǎng)度足夠的軌道上,列車(chē)保持勻速行駛狀態(tài),車(chē)廂內(nèi)一名乘客豎直向上跳起的情況下,落點(diǎn)仍舊保持原位,具體原因是( )。
A.乘客跳起的情況下,車(chē)廂內(nèi)空氣提供向前的力,使其保持向前運(yùn)動(dòng)。
B.乘客跳起的情況下,車(chē)廂提供向前的摩擦力,使其保持向前運(yùn)動(dòng)。
C.乘客跳起的情況下,列車(chē)?yán)^續(xù)保持向前運(yùn)動(dòng),所以落點(diǎn)向后,由于時(shí)間相對(duì)較短,距離微小,不明顯。
D.乘客跳起的情況下,水平方向同列車(chē)水平速度保持相同。
對(duì)于此題,乘客豎直向上起跳的情況下,可以看作是豎直方向的上拋運(yùn)動(dòng),水平方向的乘客不會(huì)受外力作用,由于慣性,水平方向速度同列車(chē)保持相同,因此,落點(diǎn)仍舊保持原位,D選項(xiàng)正確。
4? ?重視易錯(cuò)問(wèn)題,理清解題思路
通常,當(dāng)學(xué)生碰到無(wú)法解決的問(wèn)題或解題出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí),教師僅需簡(jiǎn)單加以引導(dǎo),學(xué)生便可以立刻醒悟。但當(dāng)學(xué)生再次解答相同問(wèn)題時(shí),仍有部分學(xué)生無(wú)法找到入手點(diǎn)或繼續(xù)在解題中出現(xiàn)錯(cuò)誤。這是因?yàn)閷W(xué)生在解題時(shí)思路不清晰。
如題:一名司機(jī)駕駛卡車(chē)期間,行駛途中存在疲勞駕駛,并在限速60 km/h的公路上發(fā)生交通事故,同障礙物發(fā)生碰撞,交警根據(jù)散落的汽車(chē)零部件,對(duì)事故發(fā)生過(guò)程做出還原模擬,發(fā)現(xiàn)零部件掉落水平距離是13.3 m,卡車(chē)車(chē)頂同散落點(diǎn)豎直高度是2.45 m,判斷卡車(chē)行駛途中是否存在超速行為?
此題的解題思路為,應(yīng)先對(duì)零部件運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行思考分析,把零部件散落看作是平拋運(yùn)動(dòng),卡車(chē)速度能確定平拋起始速度,假設(shè)卡車(chē)行駛速度為v,零部件掉落時(shí)間是t,高度和水平位移均為已知,所以,由s=vt、gt2=h,可以求出v=s=19 m/s=68.4 km/h,結(jié)果超過(guò)限速,可知卡車(chē)司機(jī)存在超速行為。對(duì)此類問(wèn)題的解答,關(guān)鍵在于要明確解題思路,教師需重視收集整理易錯(cuò)題,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)易錯(cuò)題進(jìn)行反復(fù)練習(xí),指導(dǎo)學(xué)生理清思路,了解掌握原理,促使學(xué)生解題效率和準(zhǔn)確性得到有效提高[4]。
5? ?強(qiáng)化邏輯思維,實(shí)現(xiàn)舉一反三
高中物理教學(xué)中,對(duì)學(xué)生思維能力的鍛煉培養(yǎng),有利于學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)理解,完善知識(shí)結(jié)構(gòu)體系,對(duì)力學(xué)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)分析,并逐步形成嚴(yán)密的邏輯思維,為力學(xué)解題奠定基礎(chǔ)。對(duì)于復(fù)雜受力問(wèn)題,或是多個(gè)物體間受力問(wèn)題,應(yīng)基于邏輯思維,對(duì)物體間存在的關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)全面的思考分析,使解題思路清晰明了。盡管高中力學(xué)問(wèn)題類型相對(duì)較多,但這些問(wèn)題本質(zhì)上均存在相應(yīng)的規(guī)律,教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)規(guī)律特點(diǎn)做出總結(jié),引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系進(jìn)行思考分析,強(qiáng)化學(xué)生的邏輯思維,培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力[5]。
如題:質(zhì)點(diǎn)P受到五個(gè)方向力的共同作用,方向、大小同正六邊形兩條邊與三條對(duì)角線保持相同,如圖4,其中,五個(gè)力合力大小為最小力的(? )倍。
解題時(shí),對(duì)受力情況進(jìn)行思考分析,對(duì)各角大小做出明確,基于對(duì)角的分析,如圖5,其中,∠1、∠2、∠3分別為120°、90°、30°,基于圖形分析,可以得知總合力為最小力的6倍。同時(shí),基于圖解法的運(yùn)用,對(duì)分離、合力關(guān)系做出準(zhǔn)確分析,兩個(gè)合力夾角在不超過(guò)180°的情況下,增加其中一個(gè)分力,或是增加兩個(gè)分力,需對(duì)總合力變化做出準(zhǔn)確分析,并結(jié)合公式快速準(zhǔn)確計(jì)算出合力大小[6]。
綜上所述,高中物理教學(xué)中,力學(xué)屬于關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),是學(xué)生要理解掌握的重要知識(shí),解題技巧的傳授指導(dǎo),對(duì)學(xué)生力學(xué)學(xué)習(xí)和力學(xué)解題具有重要的影響和作用。所以,教師應(yīng)重視指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握并應(yīng)用科學(xué)正確的解題技巧,促使學(xué)生解題效率有效提高,提升學(xué)生的物理綜合能力。
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【作者簡(jiǎn)介】
申榮(1977~),女,漢族,河南清豐人,本科,高中物理一級(jí)教師。研究方向:微課程在高中物理課堂中的應(yīng)用。