初中物理力學(xué)問題的解題思路指導(dǎo)

摘要：力學(xué)是初中物理知識體系的重要組成部分，相關(guān)的題型具有靈活多變、綜合性強(qiáng)等特征，是物理中考的必考題型，強(qiáng)化力學(xué)問題解題教學(xué)與指導(dǎo)具有重要的教育意義.本文結(jié)合具體的初中物理力學(xué)問題，對基本解題思路及注意事項進(jìn)行了重點討論，以期可以提高初中生力學(xué)問題的解題能力.

關(guān)鍵詞：初中物理；力學(xué)問題；解題指導(dǎo)

中圖分類號：G632文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1008-0333（2023）08-0068-03

力學(xué)是初中物理的重要內(nèi)容，不僅同生活實際聯(lián)系緊密，而且可以結(jié)合運動學(xué)、電學(xué)等其他物理知識構(gòu)成綜合題，對學(xué)生解題能力提出了更高的要求.然而，在求解力學(xué)問題時，由于缺乏明確的解題思路與有效解題方法的支持，許多學(xué)生容易陷入解題困境，無從下筆.為了幫助學(xué)生突破力學(xué)問題的解題難關(guān)，有必要指導(dǎo)他們形成正確的解題思路，掌握豐富的力學(xué)問題解題方法與技巧，確保不斷提高他們的力學(xué)問題的求解能力.

1認(rèn)真審題，挖掘有價值的解題信息

作為解題的第一步，審題可以深入挖掘題目當(dāng)中有價值的解題條件及信息，有效把控題目當(dāng)中所要表達(dá)的核心思想與內(nèi)容.許多初中生無法正確求解的一個重要原因是沒有深入理解或者沒有牢固掌握基礎(chǔ)知識，或者無法分辨力學(xué)題目中有價值的關(guān)鍵信息，這些都是力學(xué)題目在審題時需要高度重視的要點所在.

力學(xué)題目常常會涉及相似性較強(qiáng)的物理概念，如重量和質(zhì)量、動能和動量、加速度和速度等等，這些概念本身僅有一字之差，但在含義與意義方面卻有非常突出的差異性，進(jìn)而會

因為概念混淆而造成解題錯誤.此外，在審題過程中要注意傳授給學(xué)生一些必要的審題小技巧與方法，如對其中關(guān)鍵的解題信息與條件進(jìn)行有效的標(biāo)識，可以使學(xué)生更加高效地確定題干中有價值的信息及條件.比如，“現(xiàn)有同種材料和質(zhì)量的空心盒子與實心球各一個，將實心球放入封閉空心盒子中，發(fā)現(xiàn)它們恰好懸浮于水中.假定實心球和空心盒子用細(xì)線連接后靜止于水中，有1/8體積露出水面，此時繩子的拉力是40N，試求材料的密度與空心盒子的體積各是多少？”針對這道力學(xué)問題求解，在審題過程中重點

標(biāo)注關(guān)鍵信息與條件，來幫助學(xué)生快速找到解題的突破口.經(jīng)過認(rèn)真剖析問題，學(xué)生快速確定“同種材料”“同種質(zhì)量”“恰好懸浮”“露出1/8體積”等關(guān)鍵條件，為后續(xù)的受力分析做好鋪墊，避免因為審題不清而影響題目的順利求解.

2受力分析，明確對象整體受力情況

在認(rèn)真審題的基礎(chǔ)上，明確研究對象，對它的受力情況進(jìn)行認(rèn)真剖析，靈活地利用三角形受力分析法或平行四邊形受力分析法，通過受力分析來列出求解問題的相關(guān)方程或等式.特別要注意，在開展受力分析過程中綜合考慮一切能夠影響最終結(jié)果的受力分析指標(biāo)及要素，避免因為受力分析不全或者重復(fù)分析而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性.此外，為了提高初中生受力分析的效率與準(zhǔn)確度，必須要保證他們在該方面具備一定的基礎(chǔ)知識，如在不受力狀態(tài)下或者受到平衡力的作用下，合力是零，此時物體處于平衡狀態(tài)；在同一物體上作用平衡力，那么二力在同一直線上，方向相反，大小相等；力的作用是相互的，等等.基于上述基礎(chǔ)知識的運用，才能保證初中生在開展受力分析的過程中做到有據(jù)可依，避免因為自身基礎(chǔ)

知識儲備不足而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性.

3精選方法，簡化整體受力分析過程

在求解力學(xué)問題的過程中，整個過程不是一成不變的，而是應(yīng)該做到具體問題具體分析，尤其是要簡化整個問題的受力分析過程，靈活選擇和應(yīng)用一些恰當(dāng)?shù)慕忸}方法，如臨界狀態(tài)分析法、整體法、隔離法（局部分析法）等等，具體如下：

3.1臨界狀態(tài)分析法

該方法同數(shù)學(xué)領(lǐng)域的極限分析法相似，主要是考慮某些極端特殊條件下的受力情況，以此可以更加快速地做出受力分析活動.這就需要對研究對象及受力過程本身是否可以劃分成幾個階段或者涉及幾個過渡點進(jìn)行剖析，之后再進(jìn)一步分析其中涉及的特殊臨界條件是否可以成為解決問題的關(guān)鍵突破口.在具體的分析過程中可以重點關(guān)注題干中給出的“恰好”、“剛好”等處于臨界狀態(tài)的詞語，因為這種臨界狀態(tài)下的受力分析往往成為解決問題的突破口與重要依據(jù).

例4如圖7，一個豎直且有磁性的粗糙墻壁上緊貼放置一個質(zhì)量是M的鐵塊，鐵塊M受到豎直向上的拉力F，試對該鐵塊的狀態(tài)以及對應(yīng)的受力情況進(jìn)行剖析.

解析針對本道力學(xué)題求解，常規(guī)的受力分析方式比較復(fù)雜，因為整個問題沒有明確給出相應(yīng)的狀態(tài)，也沒有給出具體受力的大小，所以抽象性比較強(qiáng).而如果采取臨界狀態(tài)分析法，針對臨界點進(jìn)行剖析即可明確相應(yīng)的受力情況.在墻壁本身吸引力的作用下非常容易判斷鐵塊是否會受摩擦力，這樣就可以依據(jù)摩擦力的方向來對重力、拉力作用下鐵塊的運動狀態(tài)變化情況進(jìn)行判斷.

根據(jù)摩擦力的形成條件，可知要明確研究對象的運動情況或趨勢.

根據(jù)這一分析可以將其劃分為幾種情況：向下、向上與靜止三種狀態(tài).其中前兩種運動狀態(tài)對摩擦力的判斷非常明確，但是第三種在維持靜止?fàn)顟B(tài)時相應(yīng)的摩擦力判斷難度比較大，因為這時摩擦力存在多種可能性.此時必須要借助臨界狀態(tài)分析法對相應(yīng)的臨界狀態(tài)進(jìn)行認(rèn)真剖析，具體對應(yīng)的“靜止”狀態(tài)下的各種臨界狀態(tài)表現(xiàn)如下：（1）M恰好靜止，具有向下運動趨勢；（2）M恰好靜止，不具有任何運動趨勢；（3）M恰好靜止，具有向上運動趨勢.

雖然上述幾種情況下鐵塊M在墻上都保持靜止?fàn)顟B(tài)，但是卻對應(yīng)不同方向上的摩擦力，這意味著臨界狀態(tài)對本道題的受力分析具有重要影響.在明確鐵塊M臨界狀態(tài)的基礎(chǔ)上，不僅可以確定摩擦力f的受力方向，而且可以列出f、F、G三者的受力平衡關(guān)系式，即：如果鐵塊M有向上運動的趨勢，那么有F=G+f，這時候f屬于靜摩擦力.同理，針對其他狀態(tài)下的受力情況也可以進(jìn)行分類討論.

3.2整體法

該法主要是將若干個彼此相關(guān)的物體看成一個整體來進(jìn)行分析，忽略物體之間的內(nèi)力，簡化受力分析過程.

例5將等重的兩球A和B放入水槽中，發(fā)現(xiàn)兩球均漂浮在水面上，下列說法正確的是（）.

A.球A浸入水中體積更大

B.球B浸入水中體積更大

C.球A和球B兩者浸入水中體積保持一致

D.無法確定

解析本道力學(xué)問題沒有給出兩球的質(zhì)量以及液體密度的信息，所以許多學(xué)生會給出D這一錯誤選項.此時如果在分析問題中有效運用整體法開展受力分析，即將球A和球B兩者看作一個整體，結(jié)合F浮=G排=ρ液gV排這一公式分析，可知兩球重力、液體密度以及g等條件都保持一致，故可以確定兩球浸入水中的體積保持一致，故選C.運用整體法開展受力分析，可以快速簡化分析過程.

總之，力學(xué)問題求解是初中生物理學(xué)習(xí)中必須要攻克的一個學(xué)習(xí)難關(guān)，會對學(xué)生物理考試成績產(chǎn)生極大的影響.由于力學(xué)問題的綜合性與抽象性比較強(qiáng)，為了順利求解問題，在注意指導(dǎo)學(xué)生牢固掌握物理基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真審題，明確研究對象開展受力分析，期間要善于靈活運用整體法、臨界狀態(tài)分析法等來簡化整個問題的分析過程，保證可以最大程度提高學(xué)生力學(xué)問題的解題能力.

參考文獻(xiàn)：

［1］吳永情.初中物理力學(xué)題解題思路探究[J].教育教學(xué)研究，2019，27（4）：53-54.

[2]趙濤.初中物理力學(xué)綜合題解題技巧探究[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)，2020，19（7）：68-69.

［責(zé)任編輯：李璟］

收稿日期：2022-12-15

作者簡介：吳俊（1974.4-），男，江蘇省蘇州人，本科，中學(xué)一級教師，從事初中物理教學(xué)研究.