高中物理動力學解題思路與方法探究

摘 要：高中物理動力學部分是高中生的學習重難點所在，也是高考物理的重要出題部分，占據了物理分數的半壁江山.動力學題目包含的內容多、難度大，需要學生花費大量的時間和精力去學習和研究，因此在高中學校里，很多學生在學習動力學內容時都有問題.如有的學生剛從初中升學，還不具備抽象的思維模式和嚴謹的計算能力，無法掌握復雜的物理知識體系.本文就學生在高中物理動力學學習過程中存在的問題和動力學的解題方法上進行了探究與闡述.

關鍵詞：高中物理;動力學;解題思路;答題技巧;邏輯思維

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2022）22-0095-03

高中物理是很多學生高中階段的學習難點，與初中物理相比，其知識量增大、理論性增強、系統性增強、綜合性增強，對學生的物理學科全面能力提出了更高的要求.動力學是高中物理的重要組成部分，是力學的一個分支，也是很多其他學工程學科的基礎，學好動力學不僅能夠提高學生的物理成績，還能夠解決很多生活中遇到的實際問題.

1 高中學生在物理動力學學習過程中存在的問題

1.1 學生能力不足，沒有掌握復雜的知識體系

高中物理與初中物理相比，知識體系更加龐大，問題也變得更加抽象（如電磁場中的質點），這要求學生不僅要有嚴密的邏輯思維能力，還要有一定的空間想象能力.然而有的學生還不具備解答復雜問題的能力，在遇到問題時只能看到淺顯的、題目表面所展現的東西，對于隱藏在題目中的信息無法發現，這就會導致在做題時條件不夠，無法進行解題步驟.

1.2 學生考慮問題單一，解題急于求成

很多學生在解題時，并非對題目不理解，而是過于急躁與馬虎，只讀了一遍題目，就覺得自己掌握了問題的核心，做題時馬馬虎虎不嚴謹，明明是自己會解的題目，卻依然得不了高分.有的學生看不到問題背后的考察點，看到題目中提到功率就只想著從功入手，而不去考慮是不是可以從能量問題入手，忽略了知識與知識之間的關聯性，考慮問題單一片面.還有的學生在解答問題時，一味的追求速度，審題不夠仔細，只對題目一知半解就以為自己能夠得到正確結果，這種情況在多選題中表現的尤其明顯.這些學生做選擇題時，只考慮到了其中一種可能，看到一個正確選項，就覺得正與自己計算的結果一致，也不考慮其他選項的其他可能，便果斷的選擇一個，之后就著急去做下一道題，因而可能白白失去了一半的分數.

2 物理動力學的解題思路與方法探究

2.1 使用分類討論，明確解題思路

分類討論法是解答力學問題最常用的方法，學生在做題時首先要認真讀題，將題干中的隱藏條件找出來，再根據不同的可能性將所有的情況都羅列出來，這是多選題最關鍵的一步.

例如，在學習人教版高中物理動力學摩擦力相關知識時，為了使學生學會分類討論，教師可以以2019全國1卷第六題為例.舉例如圖1所示，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪.一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊N.另一端與斜面上的物塊M相連，系統處于靜止狀態.現用水平向左的拉力緩慢拉動N，直至懸掛N的細繩與豎直方向成45°.已知M始終保持靜止，則在此過程中：A.水平拉力的大小可能保持不變;B.M所受細繩的拉力大小一定一直增加;C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加;D.M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加.

對M進行受力分析，M全程靜止，設斜面夾角為α，M在斜面方向上受力平衡，即mgsinα、T、摩擦力f三個力相平衡.已經得出T持續增大，此時就有三種可能的情況需討論：1.T一直比mgsinα小，則f與T方向一致，且越來越小.2.T一直比mgsinα大，則f的方向與T相反，且越來越大.3.隨著T的增大，T從比mgsinα小變成比mgsinα大，f的方向由斜向上變為斜向下，且先變小再變大.由于沒有相關系數的具體大小，三種情況都有可能出現，因此都要考慮進去.所以C選項錯誤，D選項正確.分類討論是十分重要的解答思路，力學的題目變化多端，要學會舉一反三，靈活運用.

2.2 巧用極限法，提高解題效率

極限法是物理動力學中常用的一種答題技巧，多用來解答選擇題，一般學生利用無窮大或無窮小作為大或者小的極限，可以化繁為簡，很快的得到問題的答案，提高解題的效率.

例如，在學習人教版高中物理動力學質量與速度相關知識時，教師就可以教學生用極限法解答類似的問題.光滑的水平面上放著兩塊長度相同的木板，質量分別是M1和M2，在木板的左端分別放了兩個相同的物塊，從靜止開始，分別在水平力F1、F2的作用下開始向右滑動（兩個物體間的μ相等），當物塊滑到木板右端時，M1和M2的速度分別為V1、V2，則（）.

A.若F1=F2，M1>M2，則V1>V2

B.若F1=F2，M1V2

C.若F1>F2;M1=M2，則V1>V2

D.若F1

例如，在學習人教版高中物理功能關系與曲線運動時，教師可以教學生利用目標轉化法解答相關問題.abc是豎直面內的光滑固定軌道，ab水平，長度為2R;bc是半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點.一質量為m的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點處從靜止開始向右運動.重力加速度大小為g.小球從a點開始運動到其軌跡最高點，機械能的增量為多少？

要想知道小球在最高點機械能的增量為多少，就要首先明確軌跡的最高點在哪里.因此要先確定小球在C點的速度，若大于0，則表示小球會從c點飛出，小球運動軌跡的最高點在bc外，若小于0，則表示最高點為bc段的某一點.全程除了重力之外只有F做功，因此由公式E機c=1/2mV_c²+mgR=mg（2R+R），可以得到Vc>0，因此小球軌跡的最高點在以c點為起點的拋物線終點.設終點為d，從c點到d點的水平距離為x，則機械能的增量為ΔE機=mg（2R+R+x），新目標變為未知量x.由拋物線的特點，可以得到cd的水平距離x=1/2gt²，新目標變為未知量t.小球在c點有豎直向上的初速度Vc，且只受重力，加速度為g，方向向下，因此當豎直方向速度變為0時，小球即到達拋物線頂點，全程所用的時間t=Vc/g，新目標變為未知量Vc.由第一步中的公式E機c=1/2mV_c²+mgR=mg（2R+R），可以計算出Vc，進而求出t，再求出x，最后可以求出最終目標ΔE機=5mgR.目標轉化法在解答題中的應用更加廣泛，學生在草稿紙上逆推解題過程，再按照從已知到未知的過程整理計算過程，可以避免解題過程混亂，養成良好的解題習慣.

2.4 巧用輔助圖形，解決動態平衡

矢量既有大小，又有方向，且運算時滿足平行四邊形法則，在動態平衡的解題過程中，如果可以有效的運用矢量圓做輔助模型就可以很好的化繁為簡，解決力的變化問題.

例如，在學習人教版高中物理動力學中共點力平衡的問題時，教師就可以教給學生以矢量圓為輔助模型，解決三力平衡的問題.舉例如圖2（a）所示，柔軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點M拴一重物，用手拉住繩的另一端N，初始時，OM豎直且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為α.現將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角α不變.則在OM由豎直被拉到水平的過程中：A.MN上的張力逐漸增大.B.MN上的張力先增大后減小.C. OM上的張力逐漸增大.D.OM上的張力先增大后減小.

類似的三力平衡題目都可以用矢量圓（如圖2（b）-（f））進行解答，學生熟悉了之后甚至不用畫圖就可直接得到結果，大大提高了答題速度.

總而言之，高中物理動力學是高中物理的重難點所在，各個單元之間的內容相互關聯，聯系密切，題目也是變化多端.教師要善于總結，將合適的方法教給學生，使學生在解題過程中能夠更加得心應手，提高答題效率，節省答題時間.分類討論法、極限法、目標轉化法、輔助圖形法都是動力學解題過程中常用的方法，學生要認真學習，舉一反三，學會在不同的題目中運用不同的方法，或者學會用同樣的方法解決類似的問題.學生要先將基礎知識學習牢固，在掌握了公式定義及其原理之后，才能夠更好的將答題技巧運用到解題過程中，最適合自己的方法就是最好的解題方式.

參考文獻：

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[2] 張家聰.高中物理動力學解題思路與方法探究[J].科技風，2016（24）：1.

[3] 徐駿昊.淺析高中物理動力學解題思路[J].赤子，2018（27）：122.

[責任編輯：李 璟]

收稿日期：2022-05-05

作者簡介：張清兄（1983.4-），女，甘肅省永靖人，本科，中學一級教師，從事高中物理教學研究.