論高中物理力學的解題技巧

余國勇

【摘要】物理是一門邏輯性強的學科，知識內容比較抽象，同時物理與生活有著密切的聯系，對學生理解能力、判斷能力和分析能力培養有著重要作用.因此，作為高中物理教師，需要幫助學生正確理解物理概念，歸納和總結解題規律，幫助學生掌握解題技巧，靈活利用物理模型，提高學生解題效率.本文結合力學知識分析高中物理解題技巧.

【關鍵詞】高中物理；力學；解題技巧

力學是高中物理的重要基礎知識，貫穿學生高中的物理知識的學習.為使學生牢固的掌握該部分知識，提高解題能力和解題技巧，應注重結合具體例題為學生展示相關解題技巧，把握相關的應用細節，為更好的應用于解題中做好鋪墊.

1 合理選取研究對象

解答力學習題目時，選擇合理的研究對象，正確處理整體與局部的關系，能使學生盡快的找到解題思路，實現順利求解的目的[1].

例1 如圖1所示，質量分別為m和M的兩個長方體木塊P和Q疊放在傾角為θ的固定斜面上，P和Q間的動摩擦因數為μ1， Q和斜面間的動摩擦因數為μ2.從靜止釋放起，沿斜面下滑時，兩物塊始終保持相對靜止，則物塊P對Q的摩擦力為（）

（A）μ1mgcosθ，方向平行于斜面向上.

（B）μ2mgcosθ，方向平行于斜面向下.

（C）μ2mgcosθ，方向平行于斜面向上.

（D）μ1mgcosθ，方向平行于斜面向下.

解題時選擇合理的研究對象尤為關鍵.首先將PQ看做一個整體，通過受力分析構建相關的運動方程.而后以P為研究對象，通過受力分析構建物理方程.如圖2所示，將P和Q看做一個整體時，由（m+M）gsinθ－μ2（m+M）gcosθ=（m+M）a；以P為研究對象時得到mgsinθ－f=ma，聯立得到f=μ2mgcosθ.由牛頓第三定律可知，P對Q的摩擦力為μ2mgcosθ，方向平行于斜面向下，選擇（B）項.

2 進行正確受力分析

受力分析是解答力學習題的基礎環節，應根據具體問題情境，靈活運用正交分解、矢量三角形、矢量平行四邊形進行受力分析，找到各參數之間的內在聯系，尤其注重運用數學知識進行分析[2].

例2 如圖3所示，兩個緊靠的圓柱體 a、b，其形狀與質量完全一致，且表面均是光滑的，重力都是G，MN為固定的水平面，恰好b的下半部分在平面的下方，另一半在平面的上方，a在平面上方處于靜止狀態，現在施加一個水平力F，經過a的軸心，緩慢的將a拉離平面，一直滑行到b的頂端位置，下述說法中正確的是（）

（A）拉力F是先增大，后減小，最大值為G.

（B）開始時，拉力F的最大值是2G，逐漸減小到0.

（C）開始時，a、b的壓力最大為2G，之后逐漸減小到G.

（D）a、b之間的壓力從0開始增加，最大可增加到G.

解題時需要對a進行受力分析，其受到自身的重力G，拉力F以及b球對其的支持力N′.如圖4所示，由平衡條件可得，F=N′cosθ，N′sinθ=G，聯立得到F=G′cotθ，N′=G/sinθ.

則根據所學的數學知識可知θ從30°～90°的過程中，F和N′均逐漸減小.當θ為30°時，F和N′的最大值分別為3G、2G，而后逐漸減小到G，因此，（C）為正確答案.

3 構建正確物理方程

解答力學習題時，為保證物理方程構建的正確性，既要注重靈活運用所學的知識，找到角度之間的關系，又要根據物體的具體運動狀態，靈活運用動能、動量定理、機械能守恒定理等，構建正確的方程予以解答.

例3 如圖5所示，木塊從左邊斜面的A點位置開始下滑，經過一段水平面之后，向右邊的斜面滑行，在B點靜止.假如所有位置的動摩擦因數均是μ，A、B與水平面之間的夾角是 θ，在轉折位置木塊的能量損失忽略不計，則（）

（A）μ=sinθ.

（B）μ=tanθ.

（C）兩斜面傾角一定大于θ.

（D）右邊斜面傾角可能大于θ.

設木塊的水平位移為x，高度降低h，整個運動過程由動能定理可得，mgh－Wf=0，Wf=μmgx，聯立得到μ=h/x=tanθ.設左、右邊斜面傾角為α、β上能夠下滑，則μ＜tanα，右邊斜面未能下滑，則μ≥tanβ，而μ=tanθ，因此，α＞θ，β≤θ，因此，只有（B）項正確.

4 靈活選擇解題方法

分析法是力學問題解題的重要方式之一，分析法具有較強的目的性，從需要求解的量入手，根據已知條件得出便于求解的量.在分析法解題時，需要以未知量作為入手點，結合題目中的已知條件，分析未知量公式中的各個量，求解出未知量[3].通常情況下，分析法解題有以下幾步，第一，明確未知量，根據題目問題分析，確定需求求解的量；第二，通過條件分析，結合題意對未知量求解的條件進行分析；第三，計算求解，結合題目給出的條件和數據，完成計算求解.

例4 如圖6甲所示，將重量為1kg的木塊放置在靜止的斜面上，對木塊施加與斜面平行且方向向上的拉力F，一秒后，撤回拉力，木塊運動的v－t圖象如乙圖所示，則拉力F的值是.

根據題目中木塊的運動情況，可以對其不同運動階段的加速度值進行分析，如a1=12m/s2，a2=－6m/s2，利用牛頓第二定律求解.根據v－t圖象可以得出，在0—1秒內，a1=12m/s2，根據牛頓第二定律得出F-μmgcosθ－mgsinθ=ma1.在0—2秒的時間內，a2=－6m/s2，木塊此時具有一個沿著斜面的初速度，根據牛頓第二定律可以得出-μmgcosθ－mgsinθ=ma2，帶入求解可以得出F=18N.

5 結語

綜上所述，力學在高中物理中占有重要地位.為使學生牢固的掌握該部分知識，并能具體問題具體分析靈活應用相關的解題技巧，應靈活運用多種教學方法做好基礎知識教學，尤其做好相關解題技巧的灌輸，展示技巧的具體應用，不斷提高學生的解題水平與解題能力.

參考文獻：

[1]方晨.高中物理力學問題的解題技巧[J].數理天地（高中版），2022（08）：47-49.

[2]王怡堯.高中物理力學的解題技巧研究[J].速讀（下旬），2019（02）.

[3]張宜洲.高中物理力學方面的解題技巧分析和實踐[J].理科愛好者（教育教學版），2019（02）：134-135.