論高中物理力學(xué)的解題技巧

余國勇

【摘要】物理是一門邏輯性強的學(xué)科，知識內(nèi)容比較抽象，同時物理與生活有著密切的聯(lián)系，對培養(yǎng)學(xué)生理解能力、判斷能力和分析能力培養(yǎng)有著重要作用.作為高中物理教師，需要改變學(xué)生的畏懼心理，幫助學(xué)生正確理解物理概念，歸納和總結(jié)問題解題規(guī)律，幫助學(xué)生掌握解題技巧，靈活利用物理模型，提高學(xué)生解題效率.本文結(jié)合力學(xué)知識分析高中物理解題技巧.

【關(guān)鍵詞】高中物理；力學(xué)；解題技巧

力學(xué)是高中物理的重要基礎(chǔ)知識，關(guān)系到學(xué)生以后物理知識的學(xué)習(xí).為使學(xué)生牢固的掌握該部分知識，提高解題能力和解題技巧，應(yīng)注重結(jié)合具體例題為學(xué)生展示相關(guān)解題技巧的應(yīng)用，把握相關(guān)的應(yīng)用細(xì)節(jié)，為更好的應(yīng)用于解題中做好鋪墊.

1 合理選取研究對象

解答力學(xué)習(xí)題時，選擇合理的研究對象，正確處理整體與局部的關(guān)系，能使學(xué)生盡快的找到解題思路，達(dá)成順利求解的目的^[1].

例1 如圖1所示質(zhì)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(shù)為μ₁， Q和斜面間的動摩擦因數(shù)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(guān)鍵.首先將PQ看做一個整體，通過受力分析構(gòu)建相關(guān)的運動方程.而后要以P為研究對象，通過受力分析構(gòu)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(lián)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(xué)習(xí)題的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，應(yīng)根據(jù)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(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，尤其注重運用數(shù)學(xué)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(zhì)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?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)在施加一個水平力F，經(jīng)過a的軸心，緩慢的將a拉開平面，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?qū)ζ涞闹С至′.如圖4所示由平衡條件可得，F(xiàn)=N′cosθ，N′sinθ=G，聯(lián)立得到F=N′cotθ，N′=G/sinθ.則根據(jù)所學(xué)的數(shù)學(xué)知識可知θ從30°～90°的過程中，F(xiàn)和N′均逐漸減小.當(dāng)θ為30°時，F(xiàn)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(gòu)建正確物理方程

解答力學(xué)習(xí)題時，為保證物理方程構(gòu)建的正確性，既要注重靈活運用所學(xué)知識，找到角度之間的關(guān)系，又要根據(jù)物體的具體運動狀態(tài)，靈活運用動能、動量定理、機械能守恒定理等，構(gòu)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(jīng)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(shù)均是μ，AB與水平面之間的夾角是 θ，在轉(zhuǎn)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(shè)木塊的水平位移為x，高度降低h，整個運動過程有動能定理可得，mgh－W_f=0，，則W_f=μmgx，聯(lián)立得到μ=h/x=tanθ.設(shè)木塊在左、右邊斜面傾角為α、β上能夠下滑，則右邊斜面未能下滑，則μ＜tanα，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(xué)問題解題的重要方法之一，分析法具有比較強的目的性，從需要求解的量入手，根據(jù)已知條件得出便于求解的量.在運用分析法解題時，需要以未知量作為入手點，結(jié)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(jù)題目問題分析，確定需求求解的量；第二，通過條件分析，結(jié)合題意對未知量求解的條件進行分析；第三，計算求解，結(jié)合題目給出的條件和數(shù)據(jù)，完成計算求解.

例4 如圖6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，1s后，撤回拉力，木塊運動的v－t的圖象如已圖所示，則拉力F的值是________.

根據(jù)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(jù)v－t圖可以得出，在0～1s內(nèi)，a₁=12m/s²，根據(jù)牛頓第二定律得出F-μmgcosθ－mgsinθ=ma₁.在0～2s的時間內(nèi)，a₂=－6m/s²，木塊此時具有一個沿著斜面的初速度，根據(jù)牛頓第二定律可以得出-μmgcosθ－mgsinθ=ma₂，帶入求解可以得出F=18N.

4 結(jié)語

綜上所述，力學(xué)在高中物理中占有重要地位.為使學(xué)生牢固的掌握該部分知識，并能具體問題具體分析，靈活應(yīng)用相關(guān)的解題技巧，教師應(yīng)靈活運用多種教學(xué)方法做好基礎(chǔ)知識的教學(xué)，尤其做好相關(guān)解題技巧的教學(xué)，展示技巧的具體應(yīng)用，不斷提高學(xué)生的解題水平與解題能力.

參考文獻(xiàn)：

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

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

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