高中物理力學與電學綜合題解題方法

摘 要：力學和電學一直以來都是高中物理的重點知識，在近幾年的理科高考中力學與電學綜合題的考查越來越頻繁，所占的分值也越來越大。這種題型將力學與電學知識有機結合，不僅對學生的知識運用能力提出了較高的要求，也十分重視綜合分析能力的培養。在文章中筆者首先介紹了電學與力學綜合題的本質及常見的思維誤區；然后結合自身的學習經驗探討了電力綜合題的解題方法，以供參考。

關鍵詞：高中物理；電學；力學；綜合題；解題方法

在物理學習中力學和電學的知識有著緊密的聯系，力電綜合題以其思路復雜、綜合性強、涉及面廣等特點，一直是學生學習過程中的一大難題。在解決力學與電學綜合題的過程中，同學們常常忽略了題目中暗含的內在聯系，解題時就一籌莫展，究其原因是缺乏解題方法的指導。因此，對于高中物理中的力學與電學綜合題解題方法進行研究，就顯得十分重要了。

一、 力電綜合問題的本質及思維誤區

力學與電學綜合題實際上是出題人對知識點的綜合考查，經常出現在物理卷的壓軸題目中。通過對相關題目的分析不難發現，力電綜合題并非是電學問題，而更傾向于力學知識的運用。簡而言之，就是在電學環境下來解決力學問題，在本質上與力學問題沒有太大出入，只是限定了特殊的條件。而同學們在此類題型中主要存在以下幾個問題：其一，同學們基礎知識不過關，受力分析不全面。在力學問題中受力分析直接影響著解題思路，一旦存在漏力的現象，求解過程就走向了死胡同。其二，沒能結合具體問題具體分析。在帶電粒子的運動問題中，粒子會受到多種因素的影響，而同學們盲目的套用定理公式，解題思路也就出現了問題。最后，我們對力學與電學綜合題不適應，對定理的運用太死板。在此類題目中需要對牛二定律、機械能守恒與能量守恒定律進行靈活的使用，但是以我們目前的物理學習水平而言缺乏這樣的意識和能力。

二、 力電綜合問題的解題方法

（一） 考慮題目的落腳點，理清思路

要想提高力學與電學綜合題的解題能力，首先要理清思路明確題目中的落腳點。然后根據題目中所涉及到的物理現象，運用相關的電學或者力學知識進行解答。

例A：a、b、c是一個豎直平面內的三個點，ab垂直于水平面，且∠bac為60°，ac的長度為ab的1.5倍。將質量為m的小球以某動能從a點向右拋出，而小球在運行過程中軌跡恰好經過b點。在小球帶點的情況下，假定其電荷量為Q，并且添加一個勻強電場，場強方向與△abc平行。此時以同動能再次從a點拋出小球，小球在達到b點時動能已經是初動能的3倍，而以同動能向左拋出則經過c點時動能為初動能的6倍。求無勻強電場時，小球經過b點的動能；勻強電場的強度和方向（如下圖）。

通過對題目的仔細審視，我們可知該題大篇幅涉及物體運動的相關知識，因此我們也應該著重使用力學知識進行解答。再無電場的影響下利用動能定理就能輕松的解決小球在b點的動能；而在電場的作用下，利用題目中ab和ac的比值關系得出ac的垂直高度為ab的3倍，結合能量守恒求出小球的初動能，然后利用勻強電場的等勢線解出場強的大小。由此題可以看出，只要學生在題目中找到了考點的落腳點就能利用所學知識進行分析，難題也自然就迎刃而解。

（二） 建立已知條件聯系，力電結合

在力學與電學綜合題的解題過程中，還需要注意將題目中的已知條件進行聯系，實現力學知識與電學知識的有機結合。

例B：兩個上沿相連的斜面，其與地面所成的夾角均為α，2根長度L質量分別為2m與m的金屬棒利用金屬導向形成閉合回路。然后將其分別置于兩個斜面上，已知受到垂直于斜面的場強為B的磁感應力，閉合回路中電阻為R，金屬棒與斜面的摩擦因數為μ，并且金屬棒勻速下滑。求2根金屬棒受到的安培力是多少？金屬棒的下滑速度是多少？

在分析這個問題的過程中，我們應該首先意識到該題目是對力學與電磁學的有機結合，兩相聯系之下才能發現題目中蘊含的方法。通過閉合系統中兩根金屬棒的平衡可以得出金屬棒的安培力大小，再進一步結合電動勢能與歐姆定律求出金屬棒的速度大小。

（三） 分析物體運動過程，力電轉化

在力電綜合題的解題過程中，還可以充分的利用物理運動過程進行動態的分析，從而將復雜的問題簡單化。

例C：兩根相聚0.5米的金屬軌道上，用阻值為2Ω的電阻進行連接。然后將質量為m=0.2kg的金屬棒放置在軌道上，當金屬棒受到恒定拉力開始勻速運動時，在10s后速度達到了4m/s，15秒時撤去拉力，保持金屬棒重電流為0。求金屬棒受到了拉力大小以及電磁感應強度的變化情況。

這道題可以通過金屬棒速度由0→4，再由4→0這兩個過程進行分析，通過題目勻速運動可知金屬棒的總受力為零，于是求解得出金屬棒的拉力大小。然后再通過加速和減速的過程，進一步求出電磁感應的變化情況。

三、 結語

力學與電磁學的內容是物理學乃至整個自然科學的基本組成部分，這是毫無疑問的，電磁學部分的知識與力學基礎知識有著密切聯系。在學習過程中我們應該在題目中準確的抓住力學與電學的聯系，從而利用所學知識進行問題的解答。

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作者簡介：

王宏宇，遼寧省本溪市，遼寧省本溪市第一中學。