淺析高中物理力學(xué)解題技巧

陳勁軻 陳志寧

(1.江西省全南中學(xué)高二(1)班 341800；2.江西省全南中學(xué) 341800)

在物理學(xué)習(xí)中，力學(xué)是一塊讓我較為頭疼的內(nèi)容，尤其是動(dòng)力學(xué)的相關(guān)內(nèi)容.根據(jù)已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)，如果要解決動(dòng)力學(xué)的試題有三類解題方法：(1)從單純的受力分析觀點(diǎn)來(lái)看，只是需要合理地使用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和相應(yīng)的物理公式；(2)以動(dòng)量的角度來(lái)觀察，則需要運(yùn)用動(dòng)量定理及相關(guān)的定律來(lái)進(jìn)行求解；(3)從物體做功的觀點(diǎn)看，根據(jù)機(jī)械能守恒定律、功能觀點(diǎn)等內(nèi)容來(lái)解答相關(guān)的問(wèn)題.

一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)公式求解技巧

牛頓運(yùn)動(dòng)定律是力學(xué)分析的基礎(chǔ)，我首先會(huì)明確整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的分析對(duì)象及研究過(guò)程.然后再進(jìn)行相應(yīng)的受力分析，確定研究的對(duì)象，看只是單純地外部試壓的力，還是需要在分析系統(tǒng)內(nèi)部某一物體.在教學(xué)的過(guò)程中，我會(huì)先熟記物理概念，在此基礎(chǔ)上在多進(jìn)行一些相應(yīng)的練習(xí)，針對(duì)某一種特定的類型(如，電梯、摩擦力等)試題形成特有的思維模式.對(duì)于單個(gè)物體在某個(gè)瞬間時(shí)刻受力的狀態(tài)或者是物體所處的怎樣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)問(wèn)題，受到恒力的作用或者可視為恒力作用的過(guò)程則需要用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)解決.

例消防隊(duì)員在某高樓進(jìn)行訓(xùn)練，他要從距地面高h(yuǎn)=36 m處的一扇窗戶外沿一條豎直懸掛的繩子滑下，在下滑過(guò)程中，他先勻加速下滑，此時(shí)手腳對(duì)懸繩的壓力FNl=640 N，緊接著再勻減速下滑，此時(shí)手腳對(duì)懸繩的壓力FN2=2080 N，滑至地面時(shí)速度恰為0．已知消防隊(duì)員的質(zhì)量為m=80 kg，手腳和懸繩間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，g=10 m/s2，求：(1)分別求出他在加速下滑、減速下滑兩過(guò)程中的加速度大小？(2)他沿繩滑至地面所用的總時(shí)間t？

解析根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)第二運(yùn)動(dòng)定律，我們可以求得消防員在加速與減速下滑狀態(tài)下的加速度大小，然后再分別求解出相對(duì)應(yīng)的勻加速與勻減速時(shí)間，二者時(shí)間之和就是問(wèn)題所求的時(shí)間.

二、動(dòng)量角度觀察求解技巧

對(duì)于某個(gè)物體受到了力的持續(xù)作用的情況，當(dāng)力的作用發(fā)生變化而導(dǎo)致物體狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，需要從動(dòng)量的觀點(diǎn)進(jìn)行考慮.對(duì)于一些涉及到時(shí)間、功和位移的相關(guān)物理問(wèn)題，則應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動(dòng)量定理或動(dòng)能定理來(lái)解題.在解題過(guò)程中，我還會(huì)注意到力的變化作用，其中應(yīng)當(dāng)主要考慮運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的結(jié)果及引起這種變化的原因，重點(diǎn)關(guān)注初、末狀態(tài)及力的效果累積，對(duì)于作用的細(xì)節(jié)則無(wú)需過(guò)多的予以考慮和研究.

例小明把小球從地面的位置向上豎直拋起，假設(shè)球所受到的阻力是一個(gè)定值，它上升的最大高度為H，我們將地面視為零勢(shì)能面.如果上升到高度為h處，此時(shí)小球的勢(shì)能為動(dòng)能的一半，從高點(diǎn)落下到高度h時(shí)，小球的動(dòng)能為勢(shì)能的一半，則高度h等于____.

解析其實(shí)這道題不需要設(shè)出速度，由于在h處動(dòng)能和勢(shì)能的關(guān)系給出，并且全過(guò)程雖然機(jī)械能不守恒，但能量守恒.

我首先假設(shè)小球在上升過(guò)程中高度為h時(shí)，速度為v1，地面上拋時(shí)速度為v0，從高點(diǎn)開(kāi)始向下到距離地面為h時(shí)的速度為v2，設(shè)空氣阻力為f，上升階段：

對(duì)于下降階段：

三、功的角度觀察、求解技巧

在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí)，我們首先要確定某一個(gè)系統(tǒng)，在無(wú)系統(tǒng)外力的作用之下系統(tǒng)內(nèi)部的機(jī)械能處于一個(gè)守恒的狀態(tài)，從而表示一種能量的守恒關(guān)系.在應(yīng)用能量守恒定律來(lái)解題時(shí)，我也會(huì)搞明白系統(tǒng)之中物體自身的能量發(fā)生怎樣變化，發(fā)生什么形式的變化，這些變化里有哪些是功所引起，中間做了怎樣的功，相應(yīng)的能量又變化了多少等.從功的觀點(diǎn)來(lái)觀察、求解，過(guò)程往往較為簡(jiǎn)單，是一種優(yōu)選的情況.

例如圖所示，小車的圓弧表面為光滑無(wú)阻力，車輪接觸的表面也沒(méi)有摩擦系數(shù)，如果B的質(zhì)量為m，從小車的圓弧上端自由向下滑動(dòng)，同時(shí)釋放A，則以下四種說(shuō)法中正確的是( ).

A.在B向下滑動(dòng)之中，B自身的機(jī)械能處于守恒狀態(tài)

B.軌道對(duì)B的支持力對(duì)B不做功

C.在B下滑之中，A和地球組成的系統(tǒng)整體處于機(jī)械能守恒的狀態(tài)

D.A、B和地球三者共同組成的系統(tǒng)處于機(jī)械能守恒的狀態(tài)

解析本題主要考察我們對(duì)機(jī)械能守恒定理和動(dòng)量定理的理解.對(duì)于A、B選項(xiàng)，因B下滑時(shí)B對(duì)A有壓力，A對(duì)B有支持力.A向左滑動(dòng)，水平方向發(fā)生位移，B對(duì)A做正功，A對(duì)B做負(fù)功．因而A、B各自的機(jī)械能不守恒．故A、B錯(cuò)誤.對(duì)于C、D選項(xiàng)，A、B和地球三者共同組成的系統(tǒng)，由于沒(méi)有摩擦力，整個(gè)過(guò)程只有重力在做功，因此，系統(tǒng)整體處于機(jī)械能守恒狀態(tài)．故D正確，ABC錯(cuò)誤.故選D.

總之，我們應(yīng)當(dāng)重視力學(xué)的求解思路和過(guò)程，捋順力學(xué)試題的解題技巧，通過(guò)形成固定的解題思路來(lái)提升整體的物理水平，要能夠?qū)ξ锢砹W(xué)和其他方面的內(nèi)容進(jìn)行深入地研究，最終為考出滿意的成績(jī)進(jìn)入理想的高校進(jìn)行深造而努力學(xué)習(xí).

參考文獻(xiàn)：

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[2]周飛.高中物理力學(xué)部分的解題技巧構(gòu)建[J].考試周刊，2017(04).