淺談高中物理常用的解題方法

張金英

[摘 要]高中物理是相對較難的學科，學生在解決物理問題時往往不知道該從何入手，此時需要學生掌握一定的物理解題方法，考試的時候才能事半功倍。本文對高中物理的一些常用解題方法進行介紹，以期能夠給高中生帶來幫助。

[關鍵詞]整體;隔離;圖像;假設;臨界條件

在多年教學過程中，筆者發現很多學生對物理公式和物理概念掌握得雖然很好，但在處理物理問題的過程中，往往不知道從何入手，普遍感覺比較困難，久而久之，學生對高中物理這一科目會產生畏懼心理，很容易走向放棄的極端。如果采用特定的解題方法解決相應的物理問題，往往可以在短時間內得出準確答案，達到事半功倍的效果，學生無需題海戰術就能取得好成績。

一、整體法

“多個物體相互連接問題”是高中物理力學部分常見的一種重要題型，也是各省份高考熱點，學生對這類題型處理較為困難，因此，很多教師在教學過程中常用整體法處理這類問題。

在力學問題中，如果被研究的對象是相互關聯的幾個物體組成的系統，把該系統作為一個整體來處理的方法即為整體法。若分析系統外的物體對系統的作用力，而不需知道系統內各物體間相互作用力時，常常采用整理法，這樣避免對整體內部進行受力分析，使解題思路變得簡單。

當相互關聯的物體系統中每一個獨立的物體都處于平衡狀態時，即每個獨立的物體加速度都為零時，此時系統整體合外力為零。常見情況有：系統內每個物體都處于靜止狀態;或一部分物體處于靜止狀態，一部分物體處于勻速運動狀態（速度大小和方向可以不同）;或每個物體都處于勻速運動狀態（速度大小和方向可以不同）。若出現以上三種情況中任意一種，即為系統加速度為零，就可以根據具體情況用整體法對整體列平衡方程。

當相互關聯的物體系統內各物體具有相同加速度時，即加速度大小和方向都相同，通常整體應用牛頓第二定律求加速度。當學生遇到加速度不同（例如：加速度大小相同、方向不同或加速度大小和方向都不相同）的關聯物體問題時，常常不知從何下手，甚至不敢用整體法進行處理，往往習慣于用隔離法進行處理，使問題處理變得復雜，解題效率降低。事實上，不管加速度相同還是不相同都可以用整體法，只要不要求求內力就可以用整體法，且往往能簡化解題步驟。如果系統內各物體的加速度大小相同方向不同，例如，通過滑輪連接的物體，不分析系統內力（即繩的彈力）只求外力時可以采用整體法，即系統的動力減阻力等于整體的質量乘加速度。

加速度大小和方向都不相同的連接體問題中學階段很少涉及，而多數同學遇到這類問題常用隔離法處理，但所用方程多，增加了解題難度。整體法同樣可以使用，只是在理論上稍加補充，就可以提高解題效率，降低出錯率。對加速度大小不同，方向相同的物體系統，牛頓第二定律指出：系統所受的合外力等于系統中每個物體的質量與加速度乘積的和。對于系統的加速度大小和方向都不相同的問題，學生處理起來更困難。此種問題多數為在斜面上加速運動的物體與斜面組成的系統，處理時往往采用正交分解分別在X、Y方向上對系統列牛頓第二定律。

理清用整體法處理連接體問題，可避開中間環節的繁瑣推導，使解題思路清晰，提高解題效率，減輕學生負擔。

二、隔離法

力學問題中，如果把要分析的物體從相互關聯的物體系統中隔離開進行處理的方法，即為隔離法。若研究系統內研究對象間的相互作用力，只把系統作為整體研究無法求出結果，而隔離法能排除與研究對象無關的因素，對研究對象進行單獨分析，從而使問題處理起來簡單化。研究系統內研究對象間相互作用力時用隔離法處理比較簡單。

處理物理問題時，如果單純使用整體法不能解決問題，應再采用隔離法。在實際應用中，應從具體問題出發，恰當選用整體法和隔離法，可以先整體后隔離，也可以先隔離后整體，還可以整體法和隔離法交叉使用，這樣有助于提高解題效率。如用隔離法處理各物體都處于平衡狀態的系統，通常從受力簡單的開始;如果各物體加速度大小和方向都相同，想求系統內力，通常先用整體法求加速度，再用隔離法求每個物體受力情況;如果各物體的加速度大小相同方向不同，通常可以直接隔離法列每個物體滿足的牛頓第二定律方程，再解方程求內力。

三、圖像法

近年來，高考題中對圖像的考查頻率越來越高。圖像考查包括兩種，一種是：根據所學的物理概念與規律對題中物理過程列出相應函數關系，再畫出函數關系相應的物理圖像;另一種是：題中已有圖像，不需考生通過函數關系畫出物理關系圖像。物理圖像能直觀、形象、簡明反應兩個物理量之間的關系，可以達到化難為易、化繁為簡的目的。用圖像法處理物理問題時，要明確圖像中橫、縱坐標所代表的物理量，并據此分析物理規律，進而抓住圖像的斜率、截距、面積、交點等幾個要點表示的物理意義。

1.圖像的斜率

x-t圖像的斜率表示物體的速度，v-t圖像的斜率表示物體的加速度，U-I圖像的斜率表示元件的電阻，以上三種都是用的比較多的斜率。如果圖像是很少見到的，學生需要通過物理規律推導斜率。如果題中所給圖像是從未見過的圖像，可以根據物理規律推導出縱坐標與橫坐標的關系式，再列出關系式的系數與圖像的斜率相等的方程。

2.截距

圖像中截距是值得關注的地方，常常是題目中的隱含條件。x-t圖像的縱截距表示初位置，橫截距表示初始時刻;v-t圖像的縱截距表示初速度，橫截距表示初始時刻;U-I圖像縱截距表示電動勢。

3.面積

圖像中圖線與橫軸所圍成的面積表示的物理意義，會因橫、縱坐標的物理量含義不同而有所不同，因而，明確圖像中的面積表示的實際物理意義是解決問題的關鍵。v-t圖像中圖線與橫軸圍成的面積是比較常見的，它表示位移，橫軸以上的面積表示正向位移，橫軸以下的面積表示反向位移，巧妙處理v-t圖像圍成的面積可以直觀、快速處理兩個物體追擊相遇問題。如果圖像是很少見到的，此時則需要通過已學過的物理知識進行推導。

4.交點

一般物理圖像的交點都有潛在的物理含義，解題過程中往往是一個重要的條件，需要多加關注。比如，x-t圖線的交點表示兩個物體相遇;v-t圖像交點表示兩物體速度相等，在追擊相遇問題中v-t圖像交點往往表示兩物體間距最大或最小。

四、假設法

假設法的基本思路為對可能情況進行假設，經過推理，看最終結果是否與已知條件相矛盾或看是否與實際物理情況相符來判斷假設是否成立。

在力學中，常常要用假設法判斷彈力或摩擦力是否存在，這樣會使問題簡單化。用假設法判斷彈力是否存在時，可以假設彈力不存在，如果物體運動狀態改變則假設不成立，彈力存在，如果物體運動狀態不改變則假設成立，彈力不存在;當假設彈力不存在無法確定彈力有無時，也可以假設彈力有，如果物體運動狀態改變則假設不成立，彈力不存在，如果物體運動狀態不改變則假設成立，彈力存在。例如：靠在粗糙墻面上的物塊由靜止釋放，想知道墻面對物塊是否有彈力，可以假設彈力存在，則物塊會在垂直墻面上加速運動，不符合實際情況，則假設不成立，墻對物塊無彈力。同理，用假設法判斷摩擦力是否存在時，可以假設摩擦力不存在或存在，如果運動狀態改變則假設不成立，如果運動狀態不改變則假設成立。例如：上面的例子中想知道墻面對物塊是否有摩擦力，可以假設有摩擦力，但是摩擦力產生的必要條件是接觸面有彈力，由上面的分析知墻面對物塊無彈力，則假設不成立，摩擦力不存在。

在一些臨界問題中，有時不知道是否會出現臨界狀態，可以用假設法進行分析。假設法是高中物理的重要方法，只要題中出現幾種物理情境，又不知道本題屬于哪種物理情境，就可以用假設法進行處理，可以提高解題效率。

五、臨界法

臨界狀態是指物體所處的狀態將要被破壞，但尚未被破壞的狀態。此狀態下通常某些物理量達到極限值，題目中出現“恰好”“剛好”“剛要”“最大”“至少”“不相碰”等詞語，對臨界問題給出明確提示。比如，速度達到最大值臨界條件：物體所受合外力為零;兩物體剛好不相碰臨界條件：兩物體速度相等。

讓學生學會解決問題的方法往往比題海戰術更重要，學生一旦歸納和熟悉了各種方法，就能更加快速、準確找出關系，列出方程，進而掌握處理各種題型的技巧。

參考文獻：

[1]陳霞，蔡唱.淺談高中物理圖像法應用[J].中學物理，2015，（05）.

[2]鄭力凡.淺談高中物理解題方法[J].中華傳奇，2019，（10）.

（責任編輯 馮 璐）