“草根物理思想”放之“題海”也皆準

(江蘇省如東縣馬塘中學，江蘇 如東 226401)

從一線課堂教學中發現、總結出來的物理思想方法，雖帶“草根味”，也不免“原生態”，對于培養和提升學生分析解決物理問題的能力很實用、有實效.也許不登大雅，但同樣放之“題海”也皆準.

1 方向十分重要

矢量的方向性很重要，而“選擇在適當方向上考慮問題”，這種思想方法也十分重要.方向對頭了，問題好解決；沒有方向感，處處會碰壁.

例1(2014年四川卷)：有一條兩岸平直、河水均勻流動、流速恒為v的大河.小明駕著小船渡河，去程時船頭指向始終與河岸垂直，回程時行駛路線與河岸垂直.去程與回程所用時間的比值為k，船在靜水中的速度大小相同，則小船在靜水中的速度大小為( ).

圖1

例2(2014年新課標全國卷)：如圖1所示，用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上，系統處于平衡狀態．現使小車從靜止開始向左加速，加速度從零開始逐漸增大到某一值，然后保持此值，小球穩定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內)．與穩定在豎直位置時相比，小球的高度( ).

A．一定升高

B．一定降低

C．保持不變

D．升高或降低由橡皮筋的勁度系數決定

2 漸變引起突變

物理變化過程中，漸變是突變的基礎，突變是漸變的結果，也是前后兩段漸變的分水嶺.分析物理過程，既認清各個階段的漸變，又揭示出漸變引起的突變，達到綱舉目張，這是處理物理問題的重要思想方法.

圖2

A．當F<2μmg時，A、B都相對地面靜止

C．當F>3μmg時，A相對B滑動

3 細節決定根本

處理物理問題，敏銳地抓準細節，往往能一針見血、一氣呵成.抓準了細節就抓住了根本，運用好這種思想方法就能夠舉重若輕；相反，不會抓細節，不對癥下藥，會導致簡單的問題復雜化.

例4(2014年重慶卷)：以不同的初速度將兩個物體同時豎直向上拋出并開始計時，一個物體所受空氣阻力可忽略，另一個物體所受空氣阻力大小與物體的速率成正比，下列分別用虛線和實線描述兩物體運動的v-t圖像可能正確的是( ).

解析：兩個上拋運動到達最高點時，都有v=0，a=g，v-t圖像的斜率(關鍵細節)一定相同，只有選項D正確.

圖3

例5(2014年安徽卷)：如圖3所示，有一內壁光滑的閉合橢圓形管道，置于豎直平面內，MN是通過橢圓中心O點的水平線．已知一小球從M點出發，初速率為v0，沿管道MPN運動，到N點的速率為v1，所需時間為t1；若該小球仍由M點以初速率v0出發，而沿管道MQN運動，到N點的速率為v2，所需時間為t2，則( ).

A．v1=v2，t1>t2B．v1t2

C．v1=v2，t1

4 依靠“橋梁”比較

一些物理問題中進行的“比較”往往是很困難的，唯有找到了某種“橋梁”，才能實現由此及彼的“比較”.因此，巧妙鋪設“橋梁”，有時就是構建一個“中間狀態”，也能使“比較”暢通無阻，這樣的思想方法很常用.

圖4

例6(2014年福建卷)：如圖4所示，兩根相同的輕質彈簧，沿足夠長的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部擋板上，斜面固定不動．質量不同、形狀相同的兩物塊分別置于兩彈簧上端．現用外力作用在兩物塊上，使兩彈簧具有相同的壓縮量，若撤去外力后，兩物塊由靜止沿斜面向上彈出并離開彈簧，則從撤去外力到物塊速度第一次減為零的過程，兩物塊( ).

A．最大速度相同

B．最大加速度相同

C．上升的最大高度不同

D．重力勢能的變化量不同

5 擒賊須先擒王

所謂“擒賊先擒王”，強調抓住“主要矛盾”去解決問題的思想方法.比如，有一定難度的圖像問題，若能揭示出其中的“斜率”、“截距”或者“面積”的物理意義，就算是擒“賊”先擒到了“王”.

圖5

例7(2014年安徽卷)：一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運動.取該直線為x軸，起始點O為坐標原點，其電勢能EP與位移x的關系如圖5所示.下列圖像中合理的是( ).

6 站得高看得遠

誠然，站得高方能看得遠.分析解決物理問題時怎樣才能“站得高”呢？比如，巧取研究對象和研究過程，或者巧取參考系，或者選擇更為深刻的解題視角，或者巧妙運用“圖”和“式”綜合推理，能夠化繁為簡、化難為易，這就是一種“登高”而“望遠”的思想方法.

例8(2014年江蘇卷)：如圖6所示，生產車間有兩個相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙，甲的速度為v0，小工件離開甲前與甲的速度相同，并平穩地傳到乙上，工件與乙之間的動摩擦因數為μ.乙的寬度足夠大，重力加速度為g.

圖6

(1)若乙的速度為v0，求工件在乙上側向(垂直于乙的運動方向)滑過的距離s；

(2)若乙的速度為2v0，求工件在乙上剛停止側向滑動時的速度大小v；

(3)保持乙的速度2v0不變，當工件在乙上剛停止滑動時，下一只工件恰好傳到乙上，如此反復.若每個工件的質量均為m，除工件與傳送帶之間摩擦外，其他能量損耗均不計，求驅動乙的電動機的平均輸出功率.

解析：這道壓軸題公布的“參考解答”，對學生而言似乎有些繁復難懂.筆者認為，三問中都應該選擇“作勻速運動的乙”為參考系，明確工件的相對初速度的大小和方向，根據“滑動摩擦力一定與相對速度方向相反”，工件所受合外力F合=f=μmg，其方向與相對初速度的方向相反，所以工件相對乙作勻減速直線運動直至相對靜止.

(2)中工件在乙上剛剛停止相對滑動(包括側向、縱向的滑動)時，所求速度大小就是v=2v0.