高中物理解題優化措施探析

【摘要】力學是高中物理學科的重要知識內容，相關問題較為抽象，需要學生具備一定的問題理解能力、抽象思維能力、判斷能力與分析能力，要求學生掌握科學的解題方法.面對復雜的高中物理力學問題，學生可以根據實際情況選擇合適的方法，通過分析參數、運用方程、構建模型等方式優化解題措施，提高解題效率.本文根據人教版高中物理教材內容，分別從多個角度入手，對高中物理解題優化措施進行深入探究.

【關鍵詞】高中物理；力學；解題技巧

對高中學生而言，力學既是高中物理的重要知識點，也是高考考查的重點內容，關系到學生之后的物理學習.在高考中，力學有關的題目更加復雜與抽象，若學生不能靈活利用物理知識、清晰梳理物理題目信息，則很容易出現解題錯誤.因此，學生必須牢固掌握力學的解題方法，可以根據題目具體情況選擇合適的解題方法，優化解題過程，提高解題效率［1］.

1 受力分析，找到參數關聯解決問題

受力分析，是解決力學問題的基礎方法，也是很多力學問題題目分析的最初化解.面對較為復雜的力學問題，學生應當根據題干具體情境，靈活運用矢量三角形、正交分解、矢量平行四邊形等知識點進行受力分析，確定題干中力學對象各參數之間的內在關聯，以便于得到正確答案.

例1 圓柱體a與圓柱體b相互緊靠，兩個圓柱體的形狀、質量完全一致，表面均是光滑的、重力都是G，MN是固定的水平面，此時b的下半部分位于水平面下方，另一半位于水平面上方.a在水平面上方，處于靜止狀態，此時對a與b的組合施加一個水平力F，經過a的軸心且將a緩慢拉離平面，讓a滑行到b的頂端位置，請問，下面說法正確的是（ ）

（A）F先增大，后減小，最大值是G.

（B）拉動開始時，F的最大值是2G，后逐漸減小到0.

（C）拉動開始時，a與b間的壓力最大為2G，之后逐漸減小，最終為G.

（D）a與b之間的壓力，是從0開始增加的，最大可以增加到G.

圖1

這個題目中，最明顯的信息就是“a與b的形狀、質量完全一致，表面光滑、重力為G”.面對這道題，學生需要先找到題目中互相具有關聯的參數，比如a受到的重力G與拉力F之間的關聯，b受到的壓力與支持力之間的關聯.把握參數內在關聯之后，對a進行受力分析，確定平衡條件-F=N′cosθ，N′sinθ=G.聯立得到F=N′cotθ，N′=Gsinθ.之后，可以根據數學學科中角的知識點，確定θ的范圍是30°～90°.在這個角度范圍內，F、N′逐漸減小.經過推導，得到結論：θ為30°時，F、N′的最大值分別是3G、2G，之后會逐漸減小到G.所以，應當選擇（C）.

2 方程解題，靈活運用知識解答方程

方程解題是一種較為常見的力學題目解決方法，學生在面對力學題目時，要確保物理方程式的正確性，同時結合相關條件分析題干中角之間的關系，分析物體的運動狀態.利用方程式解題，學生需要根據題目靈活運用動能守恒定律、機械能守恒定律、動量定理等知識點［2］.

例2 在兩個斜面之間有一個木塊，木塊從左邊斜面A點位置開始下滑，經過一段水平面之后向右邊斜面方向滑行，在B點靜止.假設：兩個斜面之間的所有位置動摩擦因數恒定為μ（忽視轉折位置木塊的能量損失），AB與水平面之間的夾角是θ，請問下列結論成立的是（ ）

（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.

圖2

這個題目就是經典的動能與機械能的能量守恒問題.解決這個問題需要把握題目的核心關系——摩擦因數恒定，將這個條件與AB與水平面之間的夾角是θ、在夾角是θ的范圍內木塊滑動、木塊在B點靜止綜合分析.學生可以從木塊的水平位移角度入手，假設木塊水平位移是x，高度降低了h，那么這個運動過程中可以得到mgh-Wf=0，則Wf=μmgx，得到μ=hx，hx=tanθ.若左右兩側的斜面的傾角分別是α、β，木塊在左側斜面可以向下滑動，在右側斜面可以上滑、無法下滑，此時就可以得到μ＜tanα，μ≥tanβ，而μ=tanθ，于是可以得到α＞θ，β≤θ，因此選項（B）是正確的.

3 建模呈現，借助模型構思解決問題

考慮到高中物理力學問題較為抽象且復雜，部分題目無法使用簡單的受力分析得出結論，也不具備方程式的基礎條件，教師建議學生們采用建模法進行解題.建模法解題，就是指對題目中的信息進行分析，忽略題目中的次要因素，突出主要因素，把握題目中的力學關系本質以此構建模型.在解決一個復雜抽象的問題時，常常使用建模法進行輔助.學生可以根據題目情況，靈活選擇構建不同的模型，比如對象模型、過程模型與條件模型.其中，對象模型就是將題目中的研究對象作為建模的要素，比如彈性小球、單擺等；過程模型，就是將題目中物理力學現象發生的過程簡化為模型，比如直線運動、平拋運動、彈性碰撞運動等；條件模型，就是指將題目中力學現象的外部條件轉化為抽象的模型，比如光滑平面模型、光滑斜面模型、輕繩、輕桿等［3］.

例3 質量為m的小球用輕質細繩固定在A、B兩點，現將水平細繩OB突然剪斷，求剪斷瞬間，小球的加速度.

圖3

這個題目中的“輕質細繩”是一個標準的理想模型，其中包含了“不計細繩質量”“細繩材料可能影響小球加速度”等條件.因此，應當根據這個題目關鍵信息構建理想繩模型，并且從細繩的材料入手，分兩種情況討論模型：若細繩是彈性繩，則水平拉力消失的瞬間另一個拉力的大小、方向均保持不變；若細繩是剛性繩，那么若水平拉力消失則另一個拉力會發生“瞬變”反應.根據這個模型，可以求得小球的加速度.

4 結語

綜上所述，高中物理題目較為復雜，如何理清解題思路，找準關鍵信息.又快又好地解決問題，是學生應當認真思考的問題.在今后的物理解題中，應當先確定問題的類型，明確解題基礎方向.之后再選擇合適的解題方法，找到相關參數，或者構建模型，精準解題.在以優化措施解題的過程中，也可以不斷提高學生的解題能力，助力學生學習與發展.

參考文獻：

［1］余國勇.論高中物理力學的解題技巧［J］.數理天地（高中版），2023（20）：22-23.

［2］余國勇.論高中物理力學的解題技巧［J］.數理天地（高中版），2023（18）：9-10.

［3］黃江鵬.高中物理解題優化策略——以“力學”為例［J］.數理化解題研究，2023（19）：117-119.