淺談?dòng)盟季S導(dǎo)圖復(fù)習(xí)物理力學(xué)

段向郡妮 成都樹德中學(xué)

在高中理科中得物理者得天下，而物理是相對(duì)較難的一門學(xué)科，大部分都有這樣的經(jīng)歷：“上課一講就懂，考試一做就錯(cuò)。”基于這種情況，課后的及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固就顯得格外重要。

一、力

力是力學(xué)中的核心要素，是一切力學(xué)概念的前提條件，雖然有關(guān)力的概念并不是十分難以理解的，但對(duì)于一些細(xì)小知識(shí)點(diǎn)是一定要準(zhǔn)確記憶的。比如說(shuō)力的圖示和力的示意圖，如果不仔細(xì)區(qū)分的話，是很容易混淆的。

（一）力的性質(zhì)

首先，力是一個(gè)矢量，既有大小又有方向；其次，力是不能脫離物體而存在的，如果一個(gè)物體受到力的作用，那么一定有另一個(gè)物體對(duì)它施力；再次，力在兩個(gè)物體之間的作用是相互的，效果是相同的；最后，力還具有同時(shí)性，也就是說(shuō)力同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失。

（二）幾種常見的性質(zhì)力

1.萬(wàn)有引力：存在與宇宙萬(wàn)物之間的力，它使行星圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，萬(wàn)有引力大小:F=（G＊m1＊m2）/r2，其中G為萬(wàn)有引力常量。

2.重力：重力是地球與物體間萬(wàn)有引力的一個(gè)分力，方向豎直向下(只有在南北兩極點(diǎn)上才指向地心)，另一個(gè)分力則在物體隨地球一起旋轉(zhuǎn)時(shí)的充當(dāng)向心力。

3.彈力：物體發(fā)生彈性形變時(shí)產(chǎn)生的力。

4.摩擦力：相互接觸的兩個(gè)物體，當(dāng)他們要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦面就產(chǎn)生阻礙運(yùn)動(dòng)的力。摩擦力分為滑動(dòng)摩擦、靜摩擦和滾動(dòng)摩擦。摩擦力與受力面積的大小無(wú)關(guān)。

二、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系（力的瞬時(shí)作用）

在我們的生活中，牛頓第二定律的應(yīng)用是最為廣泛的，首先看它的公式F=ma，大家都知道a是加速度，加速度不可能憑空產(chǎn)生，因此如果想要產(chǎn)生加速度，那么這個(gè)物體勢(shì)必出現(xiàn)受力不平衡的現(xiàn)象，這樣我們便可以趁此機(jī)會(huì)復(fù)習(xí)一下如何對(duì)運(yùn)動(dòng)中的物體進(jìn)行受力分析，況且我們又知道力的作用是等大反向共線的，這樣不僅回顧了力的概念，還連帶著復(fù)習(xí)了牛頓第三定律，簡(jiǎn)直是一舉兩得。牛頓的三大定律是力學(xué)中的重要定律，也是研究經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)。因此，通過(guò)牛頓第一定律也就是慣性定律——一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。既然提到了外力，那么就又回到了力使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)這個(gè)問(wèn)題上了。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有靜止和運(yùn)動(dòng)兩種，而運(yùn)動(dòng)又分為直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)。

（一）直線運(yùn)動(dòng)

眾所周知，直線運(yùn)動(dòng)有勻速直線運(yùn)動(dòng)和變加速直線運(yùn)動(dòng)兩種，并且這兩種運(yùn)動(dòng)都離不開力。前者是只有在理想條件即絕對(duì)光滑、不受力情況下或者是處于受力平衡狀態(tài)下成立，并且在現(xiàn)實(shí)生活中理想條件實(shí)際上是不存在的，所以勻速直線運(yùn)動(dòng)與受力平衡也有著極大聯(lián)系；而后者與力的聯(lián)系就更加緊密了，因?yàn)樗粌H需要滿足受力不平衡這個(gè)前提，而且需要滿足所受合外力與其運(yùn)動(dòng)方向一致，自由落體運(yùn)動(dòng)就是其中的典型代表。

（二）曲線運(yùn)動(dòng)

曲線運(yùn)動(dòng)，顧名思義，就是運(yùn)動(dòng)軌跡呈曲線的運(yùn)動(dòng)，具體又分為平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)等。提到平拋運(yùn)動(dòng)，我第一時(shí)間想到的就是物理試卷上的常考題型，比如說(shuō)一個(gè)小球以一定的水平初速度從桌子的邊緣落下來(lái)了，題目已知桌子高度和初速度，求小球的落地時(shí)間以及落地點(diǎn)與桌子的距離等等。這種題目在不采用其他方法的前提下就無(wú)法一望而解了，于是物理學(xué)家們就采用了一種新的方法進(jìn)行求解，我們將這個(gè)簡(jiǎn)單的平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分解，分解成水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)，巧妙地避開了硬著頭皮直接求解這種既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力的暴力解題方法。

勻速圓周運(yùn)動(dòng)，就是某一質(zhì)點(diǎn)按照一定的速率運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度相等。這一種運(yùn)動(dòng)在生活中比比皆是，比如說(shuō)我們手腕上精準(zhǔn)地以相同的速率繞著表盤一圈圈走動(dòng)的指針、游樂(lè)場(chǎng)里的抽獎(jiǎng)轉(zhuǎn)盤、馬路上勻速行駛的汽車的車輪等。這種運(yùn)動(dòng)還常常在物理磁場(chǎng)題中因?yàn)槲矬w的重力與電場(chǎng)力或者是洛倫茲力相平衡時(shí)出現(xiàn)，給我們學(xué)生帶來(lái)了一個(gè)又一個(gè)的阻礙。但是它本身是有一定的解題技巧的，比如說(shuō)物體所受合外力的大小是永遠(yuǎn)不變的但力的方向卻始終是指向軌跡圓的圓心，再比如說(shuō)一旦它的速率大小確定了那么在磁場(chǎng)中軌跡圓的半徑就是一個(gè)定值了，也因此出現(xiàn)了磁聚焦現(xiàn)象。

至于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，這只是一種振動(dòng)圖像是正弦函數(shù)的運(yùn)動(dòng)，在生活中并不常見，在復(fù)習(xí)時(shí)只要知道這一點(diǎn)就足夠了。

三、力與動(dòng)量（力在時(shí)間上的積累）

通過(guò)牛頓第三定律我們接觸到了作用力與反作用力這一概念，因而可以順利地聯(lián)想到了反沖這一物理現(xiàn)象。反沖是力的相互作用的完美體現(xiàn)，火箭通過(guò)向下噴氣來(lái)獲得向上的反沖力，從而飛向宇宙；用錘子釘釘子時(shí)手會(huì)感到疼痛，這些都是生活中的反沖現(xiàn)象。反沖是動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用之一，另一個(gè)則是生活中十分常見的碰撞。碰撞有彈性碰撞和非彈性碰撞之分，二者最大的不同在于有前者在全部過(guò)程中不會(huì)有任何的能量損失。在碰撞的類型題中，動(dòng)量和沖量這一對(duì)好搭檔是解題的關(guān)鍵，動(dòng)量是狀態(tài)量，沖量是過(guò)程量，它們共同構(gòu)成了動(dòng)量定理P=Ft，進(jìn)而衍生出了動(dòng)量守恒定律。

四、力與功（力在空間上的積累）

如果一個(gè)力作用在物體上，并且物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段距離，在力學(xué)的理念里就認(rèn)為這個(gè)力做了功。一提到功，我就會(huì)想到另外一個(gè)詞語(yǔ)——功能關(guān)系，功能關(guān)系在高中階段有兩種一個(gè)是動(dòng)能定理，另一個(gè)是機(jī)械能守恒定律。機(jī)械能包括動(dòng)能和勢(shì)能，而勢(shì)能又分為重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。

（一）動(dòng)能定理

動(dòng)能是指一個(gè)物體因運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的能量，它只與一個(gè)物體的始末狀態(tài)有關(guān)。因此在解決一些復(fù)雜的關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)的大題時(shí)，可以不用把每一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程都分析得徹底，只用關(guān)注需要求解部分和運(yùn)動(dòng)初始狀態(tài)就足夠了。除此之外，我們還可以用動(dòng)能定理的表達(dá)式來(lái)推導(dǎo)出動(dòng)能和動(dòng)量之間的關(guān)系式P2=2mEk

（二）機(jī)械能守恒定律

機(jī)械能守恒定律是指在只有重力或彈力對(duì)物體做功的條件下(或者不受其他外力的作用下），物體的動(dòng)能和勢(shì)能（包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。

五、使用思維導(dǎo)圖復(fù)習(xí)的好處

（一）使用思維導(dǎo)圖可以將力學(xué)的各個(gè)板塊有機(jī)地結(jié)合在一起，使得使用者形成自己獨(dú)有的思維體系，在遇到難題時(shí)會(huì)自發(fā)地想到多種解題方法，大大減少了思維定式的危害。

（二）使用思維導(dǎo)圖不僅可以在復(fù)習(xí)某一種力時(shí)形成系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，還可以將不同種類的力進(jìn)行分類、合并、重新組合。這樣會(huì)在最后進(jìn)行總復(fù)習(xí)時(shí)帶來(lái)意外的驚喜。

（三）同時(shí)在繪制個(gè)人的思維導(dǎo)圖時(shí)，我們可以通過(guò)整合知識(shí)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行聯(lián)想，例如可以通過(guò)洛倫茲力與安培力想到將動(dòng)生現(xiàn)象與電磁場(chǎng)結(jié)合形成一道壓軸題。

（四）思維導(dǎo)圖是一種進(jìn)行科學(xué)研究的方法和基礎(chǔ)，不僅適用于復(fù)習(xí)物理，還適用于其他方面和其他學(xué)科，這為我們?cè)诖髮W(xué)時(shí)寫研究生論文查找資料提供了思路和捷徑。