高中物理力學中的解題思路分析

倪孟賢

摘要：力學是高中物理中重要的基礎知識，而在歷年的高考試題中，關于力學的題目也占了很大的比重，例如關于質點、勻速直線運動、動量定理、平拋運動、圓周運動、勻變速直線運動等知識的考查。解答力學題目的基本步驟是讀題、理解、分析過程、抓重點、構建物理模型、運用力學知識進行計算。本文結合近年來高中物理試題中涉及到力學部分的典型題型，對解題思路加以分析。

關鍵詞：高中物理；力學；解題思路

物理是研究生活中物理現象的一門自然學科，由于其研究對象較為抽象，使得學生對物理知識很難把握，在解題時也存在一定的難度。而力學問題作為物理考試中經常涉及到的知識重點，學生很有必要對其解題思路加以了解，并通過這些解題思路的分析對力學知識加以鞏固，達到能夠熟練運用的程度。

一、質點問題

例1.一位跳水運動員10m高的跳水臺上起跳，此時該跳水員身體重心處于手到腳全長的中點，起跳后其身體重心升高0.45m。跳水員落水時身體呈豎直狀，手先入水。從跳臺起跳到身體接觸水面所需要的時間是_____s（ 取g=10m/s2，結果保留二位有效數字）。

解析： 運動員在跳水過程中所產生的力是多方向的。既有水平運動所產生的水平力，也有上下運動形成的力，還有因為做的不同動作產生的不同方向的力。而題干中需要討論的力與運動員所做的動作以及水平運動無關，而是由豎直方向運動決定，因此需要抓住重點，從而忽略運動員的動作這一干擾因素，把運動員想象成一個質點做豎直上拋運動。之后再把這個質點運動構建成物理模型，可畫出示意圖。由所畫的圖可知，質點做豎直上拋運動，假設運動員身體重心上升的高度為h，h=0.45m；從最高點下降到手觸到水面，下降高度為H=10.45m，接下來就將該動作進行分段分析。

評注：本題是以運動員跳水為考查背景，用以檢測考生對跳水這個過程的簡化分析，而要解決該題的關鍵在于把跳水這一動作通過抽象想象成一個質點的豎直上拋動作。

二、受力問題

例2.蹦床是一項運動員利用從蹦床獲得反彈力從而進行一系列雜技表演的運動比賽項目。現假設一名蹦床運動員的體重為60kg，他從離水平面3.2m高處自由落下，接觸蹦床之后利用反彈力沿豎直方向回到離水平網面5.Om的高處。已知該運動員與網接觸的時間為1.2s，如果把在這段時間內蹦床對運動員的作用力當作恒力處理，求此力的大小。（g=10m/s2）

解析：將運動員當做一個質點，其質量假設為m，當他從高h1處下落，接觸蹦床時的速度為：

①

設彈跳后到達的高度為h2，剛離網時的速度為：

②

該過程中運動員受到向下的重力mg和由蹦床產生的向上的彈力F。將豎直向上作為力的正方向，由動量定理可得：

③

由以上①②③解得：

代入數值得

評注：本題將蹦床運動設定為考查情境，要求學生對簡化后的物理模型進行定量分析，再結合從題目中分析出的信息，可以將運動員和蹦床的接觸與分離過程堪稱是一個碰撞的過程，從而通過向上、向下速度分別的分析，最終由動量定理得出所求力的大小[1]。

三、綜合題型

例3.“蹦極”是一項新興的極限運動，將一條富有彈性的長盛一段固定在具有一定高度的跳臺上，再講另一端系在運動員腳上。當運動員從跳臺上起跳之后，會由于力的作用在空中上上下下，最終在空中停下。假設運動員是一個質點，把運動員、彈性繩以及地球的引力視為一個整體系統，當運動員跳下之后，下列說法正確的有______。（忽略運動員起跳的初速度和水平方向的運動）

（l）初次下落到最低位置的時候系統產生的動能為零，而此時彈性勢能最大。

（2）初次反彈之后運動員上升達到最大高度肯定會低于起跳平臺的高度。

（3）當運動員停在空中時，系統的機械能達到最低。

（4）起跳之后系統動能達到最大值時的彈性勢能為零。

A. （1） （3）

B. （2） （3）

C. （3） （4）

D. （1） （2） （3）

解析： 第一次下落到最低處的那一個時間點的速度為零，動能為零，而由于是最低點，所以繩子因為彈性而達到最大，故彈性勢能最大，所以選項（1）正確。在運動過程中，運動員會受到空氣的阻力，為減少這種阻力會進行做功，因此系統的機械能不斷減少，所以（2）和（3）選項正確。故選項B正確。

評注： “蹦極”運動集中融合了整個力學的知識，也是長久以來考試的重點難點，通過對其進行研究，能夠使學生更好地將物理知識與蹦極原理聯系起來，促進學生的思維拓展，達到更好的學習效果。

結束語：

通過對以上典型題型的解析，學生需要注意以下幾個解題要點：首先要注重題干的審查，分析題中所要表達的意思，確定題目中所涉及到的力學考點。其次是排除干擾題目中的干擾信息，出題者往往會利用巧妙且不易察覺的技巧在題干中添加一些干擾信息，對學生的思路造成干擾，因此學生在讀題時要學會抓中心、抓關鍵。再次，根據找到的信息聯系所學的力學知識，在腦海中通過回憶相似的題目來構建解題思路，找準突破點。最后，學生要學會構建物理模型，通過將抽象的知識在圖像、模型、過程圖示中表示出來，從而降低解題難度。

參考文獻：

[1]劉傳寬.高中物理解題的幾種常用解題技巧[J].數理化解題研究（高中版），2013，10：62.