■陳 果
高中物理課程中的動力學問題涉及的內容復雜繁亂,如果同學們不具備一定的解題技巧是不太容易解決的。因此同學們在平時的學習和訓練中需要不斷地思考和研究,總結出行之有效的解題技巧,并運用技巧多進行解題實踐。筆者作為一名高中生,在動力學的學習中,總結出了一些解答動力學問題的技巧,現分享給大家,希望對大家的學習能有所幫助。
從平時的學習、生活來看,很多高中生的自主學習狀況并不理想。部分學生表面上看似在自主學習,實則不是內驅力使然。真正的內驅力應當建立在對所學內容感興趣的基礎上,建立在對解決問題充滿欲望的基礎上。例如,高中物理動力學中要求根據物體的受力情況確定運動情況的問題,怎樣才能夠根據物體的受力情況確定運動情況?又怎樣才能夠解決根據物體的受力情況確定運動情況的具體問題?這就需要我們能夠自主地對物體的受力情況產生興趣,能夠對物體受力的原因乃至相關的結果產生假想。我們可以這樣假想,物體受三個力及三個以上力作用產生加速度,可否采用建立平面直角坐標系的辦法,使x軸沿加速度方向,將各個力進行正交分解,進而分別求出物體在x軸和y軸方向上的合力∑Fx和∑Fy,根據力與運動的關系確定物體的分運動情況,根據運動的合成和分解確定物體的合運動(實際運動)情況。
動力學問題多是比較抽象的問題,包含較為縝密的邏輯推理。我們在平時的學習中多是在相關意義的皮毛上做文章,而沒有向動力學問題的縱深進行研究。要想形成具有實質意義的動力學問題解題技巧,就需要我們在具體的動力學問題中多去接觸并搭建深入探究動力學問題的平臺。例如,如果物體所受各個力互相垂直或大部分互相垂直,而加速度又和這些力有一定的夾角,那么我們應當采取怎樣的方法進行處理呢?經過深入的探究可以發現,用分解加速度的方法處理比較合理,即讓x軸和y軸與各個力(大部分力)互相垂直,根據∑Fx=max,∑Fy=may列方程求解。
動力學問題往往是需要牛頓運動定律和運動學公式聯用方能求解的綜合性問題,求解難度較大,我們如何順利解決此類問題呢?顯然,僅靠一個人的自主學習和探究學習是遠遠不夠的,還需要與他人的合作學習。當我們在解題過程中,一時想不到點子上,或產生“山窮水盡疑無路”的感覺時,不妨與其他同學進行合作探究。例如,在由多個物體組成的連接體系統內,若各物體的加速度相同,且不需要求解系統內各物體間的相互作用力時,有的同學會思考選取某個物體進行研究,而與其他同學交流時才會意識到選取整個系統作為研究對象才是正確的解題思路。若系統內各物體的加速度不相同,且不需要求解系統內各物體間的相互作用力時,經過同學們認真且科學的思考,激烈且有序的爭辯,將會獲得令人驚喜的結論:當連接體內各物體的加速度的大小不相同,但不需要求系統內物體間的相互作用力時,可以利用∑Fx=m1a1x+m2a2x+ ……,∑Fy=m1a1y+m2a2y+……進行解決。