高中物理力學三大解題技巧的研究

蔡梓涵

摘 要：高中物理學習中，最重要的內容之一為力學，該部分內容從知識結構上來看體系化氛圍濃厚，但是也存在很多較為獨立的知識點，導致同學們的學習質量較低。本文對高中物理力學三大解題技巧及其應用進行了進一步總結和歸納，讓同學們學習、掌握和更自覺應用這些技巧解答力學題目。

關鍵詞：高中物理;力學;解題技巧

在同學們的物理學習過程中，會在教師的指導下接觸三個解題技巧，包括解析法、受力圖分析法和公式法。在筆者的學習過程中，認為這三大解題技巧更多的是從整體上對同學們的學習過程進行指導，在一定程度上欠缺了完善性和個性化。所以，應以這三個技巧的內涵為整體學習和研究框架，在此基礎上制定更為高效的技巧應用方法。

一、高中物理力學命題規律和趨勢

要能夠對傳統意義上的三大技巧推陳出新，最基本要了解當前高中物理的出題規律和出題趨勢。很多同學認為這種學習方法過于功利。事實上，對出題規律和趨勢的總結，能夠幫助同學們對整個思維體系進行完善和優化，在此基礎上構建適合自身的解題技巧。本文總結的力學出題規律和趨勢如下：

力學知識為輔助知識題目。（一）這類題目在解答過程中，力學知識通常體現得不明顯，但是作為整個題目中的前置知識，只有同學們對力學知識有深度了解的情況下才能夠正確解答題目[1]。在當前的出題過程中，這類題目考察的主干知識通常為能量學的內容，包括等能定理、動量定理等。同時，為了能夠實現對同學們知識掌握情況的全面考察，會將不光滑的物塊放置在非光滑斜面上，這種出題方式既考察了力學知識、也考察了能量學知識的掌握情況。在當前的物理試題中，這類題目的數量提升明顯。

力學知識為主干知識題目。（二）在當前的高中物理考察中，力學知識為主干內容的題目數量和出現頻率都一定程度上出現了下降，但是通過與同學們的交流可以發現，這類題目出現時處理質量更差;尤其是對于力學中的摩擦力來說，很多同學無法確定系統中是否存在摩擦力，或者無法確定摩擦力的方向和數值，因此對這題目產生了畏懼[2]。另外，通過對近些年各類物理考試題目的搜集和研究，發現了當前出現頻率提升的一類純力學考察題目，即求出物體勻速或靜置運動時的未知力變化范圍，這對同學們的個人能力提出了更高要求。

二、高中物理力學三大解題技巧的應用和訓練方法

三大解題技巧的應用方法。（一）事實上，本文不太同意“三大解題技巧”的說法，原因在于這些技巧實際上可以歸類于同一知識體系，只是根據題目的具體要求對解題方法進行替換。所以在筆者的日常學習和解題過程中，解題方法的選擇思路如下：

1.審題過程。審題是物理解題過程中最基礎也是最重要的工作，通過全面深度的審題能夠更為高效地找到題目中的關鍵信息。但需要注意的是，若希望通過審題合理選用解題方法，就要善于抓住相關關鍵詞。筆者總結的關鍵詞如下：（1）受力分析圖。事實上，在當前的幾乎所有力學題目中，都需要應用受力分析圖對解題過程進行輔助，只在一些數量級較少的題目中不需要進行該過程。所以針對這種方法，本文提出的思路為查找不需進行受力分析的關鍵詞。常見的包括“只在重力作用下”、“初始速度v，t時間后速度為V”、“自由落體運動”等，從這些關鍵詞中可以看出，物體只受到一個力并且力的某一特征已知時，可以不進行受力分析，這類題目由于與能量學的聯系很強，應用能量學的相關公式即可確定物體的受力情況。（2）解析法。常規意義上的解析法為應用方程、公式等方式求解題目的方法。事實上，解析法通常需要依靠前置程序才能夠完成應用，前置程序為受力分析[3]。解析法通常無特殊關鍵詞。筆者認為解析法同學們已經能夠正常應用，不需要對這種方法過分關注。另外對于本文中提到的公式法，也可將其歸類到解析法的一種。

2.具體解題過程。通過上文的分析可以發現，在高中物理力學的考察過程中，受力分析法是絕對的考察重點，所以筆者對這種方法進行深入研究，提高同學們對這種方法的掌握程度。具體應用時，首先需要按照題意構建出整體的系統模型，其次要對已知的力進行標注，最后為確定未知的力。但是這套理論對同學們的指導效果較差。本文在此提出一個實例：在不光滑的斜面上放置一個物塊，物塊的質量為m，其中斜面固定在水平面上，斜面傾角為α，發現當物塊放置在斜面上時，物塊處于靜止狀態，向物塊施加沿斜面向下、大小為f的力時，物塊在斜面上恰好勻速下滑。求加速度為a時，需要沿斜面方向向物塊施加的力F。筆者相信，很多同學在看到這道題時，能夠第一時間繪制出整個系統的模型，即在斜坡上繪制一個正方形物塊。由于本題中最終探究的運動主體為斜面上的物塊，所以受力分析的對象為這一內容，很多同學能夠更進一步正確表示出各類已知力，但是對最終的F不知如何表達。可以看到，在最終的問題設置中，給出了物塊的加速度a，此時可以應用解析法確定物塊在斜面方向上受到的合力。從這里實例可以看出，解析法的一個具體應用思路為發現題目中出現具體數值，以及能夠應用公式求出結果的情況。在知道合力后，需要分兩種情況進行討論，一種為沿斜面向上的情況，另一種為沿斜面向下的情況：這兩種方式中摩擦力的方向相反，根據已知條件能夠確定摩擦力和壓力之間的關系。在受力分析中，由于摩擦力方向可以確定，所以該過程中可以求出摩擦力的具體數值，應用合力的求取方式即可確定需要向物塊施加的力F。

三大解題技巧的訓練方法。（二）要能夠對解題技巧進行高效合理應用，在日常學習中需要對這些技巧進行訓練。在高中物理解題中最常用的方法為受力分析法，所以本文的研究重點為對這種方法進行訓練。筆者的訓練思路如下：

1.順序法訓練。順序法訓練體系的核心思想為根據題目中的已知信息對已知條件進行表述，在這種訓練方法的應用中，需要按照一定的順序完成分析工作。本文提出的順序為，首先確定題目中包含的已知力，需要按照力的三要素對受到的力進行分析，當能夠確定力的大小、方向和作用對象時，將該力繪制到受力分析的對象上。其次為確定未知力，這些力通常無法確定具體數值，或者力的方向需要經過具體分析：對于已知方向不知數值的情況，可以按照力的方向對受到的力進行繪制;對于知曉數值而不知方向的情況，通常需要結合下面的逆序法進行分析。

2.逆序法訓練。逆序法的指導思想為從題目提出問題的角度出發完成受力分析工作。在物理題目的問題中，會對物體的運動狀態、運動參數等內容進行限定，確定被分析物體受到的合力。再應用順序分析法在建成的模型中對相關內容進行分析，在建成的模型中對已知力進行表述，可以在該過程中求出這些已知力的合力。最后對未知力進行繪制，由于已經明確了受到的合力與已知力的合力，所以可以通過對這兩個條件的應用確定未知力的各個參數，最終求出系統中存在的未知力。

在高中物理力學的考察過程中，無論哪種考察方式都需要應用力的受力分析方法。當應用這種方法時，需要按照已知力-未知力的順序對物體的受力情況進行分析，提高受力分析的準確性。在日常訓練中，需要按照順序分析和逆序分析的方式提高分析效率，做到正確迅速求解。

參考文獻：

[1]崔承宇.淺談高中物理力學三大解題技巧[J].農家參謀，2017（23）：139.

[2]張澍洺.高中物理力學三大解題技巧探究[J].科技資訊，2016，14（24）：85-86.

[3]李一璠.談高中物理力學三大解題技巧構建[J].科學大眾（科學教育），2016（03）：24.