高中物理解題規范與解題方法探析

-【摘要】本文通過探析高中物理力學解題規范與解題方法，幫助學生建立起正確的解題思維和方法，提高物理學習的效果和興趣．

【關鍵詞】高中物理；力學；解題方法

在高中物理學習中，力學作為基礎篇章，占據著至關重要的地位．然而，光靠死記硬背理論知識是遠遠不夠的，學生還需要學會應用這些知識解決實際問題．解題作為物理學習的核心環節，不僅要求學生掌握解題規范與方法，更需要培養他們的思辨思維和創新思維能力[1]．

1 基礎概念與原理掌握

力是指物體之間相互作用的一種表現形式，可以改變物體的狀態或形狀．功是力在物體上所做的功效或能量轉移的量．能量是物體擁有的用于進行工作或產生效果的能力．動量是物體運動的特性，與物體的質量和速度有關．彈性是物體恢復原狀的特性，能夠在發生形變后恢復原來的形狀．重力是地球或其他天體吸引物體向其中心的一種力．

除了基本概念，學習力學還需要熟練掌握一些基礎物理原理．牛頓運動定律是力學中最基本的規律，包括第一定律（物體保持靜止或勻速直線運動，除非有外力作用于它）、第二定律、第三定律（任何兩個物體之間的相互作用力大小相等、方向相反）[2]．

2 解題技巧與方法

在確定物體的受力情況時，需要畫出物體的受力分析圖，并應用物理定律如牛頓第二定律、動能定理、功率定律、能量守恒定律等．在解決問題時，可以使用數學工具如代數、幾何、向量分析，并進行量綱分析以確保方程兩邊量綱一致．此外，還可以進行特殊情形分析，如在勻加速直線運動、豎直上拋運動等特殊情況下簡化問題．

例1 如圖1（a）所示，實驗開始時，一物塊被放置在一塊木板上，與一個固定于實驗臺的力傳感器通過一不可伸長的細繩相連．在時間t=0時，一個水平向外的力F開始作用于木板．待時間達到t=4s時，外力F被移除．細繩對物塊的拉力f與時間t之間的關系曲線如圖1（b）所示，同時木板的速度v和時間t之間的關系曲線如圖1（c）所示．本實驗中，木板與實驗臺表面之間的摩擦力可以忽略不計．重力加速度g取10m/s2．通過分析題中給出的數據，可以推導出（ ）

（a） （b） （c）

（A）木板的質量為1kg.

（B）2s～4s內，力F的大小為0.4N.

（C）0～2s內，力F的大小保持不變.

（D）物塊與木板之間的動摩擦因數為0.2.

解析 根據圖（b）和圖（c）所示的數據分析可以得知，在0～2s內，物塊與木板沒有發生相對位移，說明它們之間的摩擦屬于靜摩擦力范疇，此時作用于物塊的拉力f與作用于木板的外力F是相等的，這表明力F在這一時間段內是隨時間改變的變力，因此判斷（C）選項錯誤．在2～5s內，木板與物塊開始相對滑動，摩擦力類型轉化為動摩擦力．運用牛頓第二定律分別對2～4s和4～5s的時間段建立動力學方程可以求解出物體的質量m為1kg，并且得知在2～4s內作用力F約為0.4N，因此（A）（B）選項正確．由于題目中沒有提供足夠信息來確定物塊的質量，因此無法計算出物塊與木板之間的動摩擦系數μ，因此（D）選項錯誤．

3 探究與實驗思維

在解決問題時應運用科學探究的方式．科學探究包括假設、實驗、觀察和總結四個步驟．學生應根據實驗數據進行物理量之間的關系分析，并嘗試建立相應的數學模型．這種科學探究的方式有助于學生培養科學思維和解決問題的能力．

例2 如圖2所示，一質量為m的物體B靜止在光滑水平面上，另一質量也為m的物體A以初速度v0勻速向B運動，兩物體相撞后粘在一起運動，試求碰撞中產生的熱能.

解析 取小球A的初速度v0的方向為正方向，碰撞前后動量守恒有：

mv0=2mv①

12mv02=12（2m）v2+Q②

解得：Q=14mv02.

4 圖表與示意圖的運用

圖表和示意圖在物理學習中起著非常重要的作用，它們能夠直觀展示物體的運動狀態、力的作用情況以及各種物理量之間的關系．學生應該學習如何在圖上標注已知量和求解量，并且將這些標注對照題目條件和所求目標，以清晰地展示解題過程．

例3 如圖3所示，一斜面呈一定角度固定在地面上，斜面頂部配備有一個光滑的定滑輪．一細繩跨過滑輪，其一端掛有物體N，另一端與位于斜面上的物體M相接．在初始狀態下，整個系統保持靜態平衡．隨后進行實驗操作，用水平向左施加拉力緩慢拉動物體N，直到懸掛N的細繩與垂直方向成45°角時停止．在整個拉動過程中，物體M始終處于靜止狀態．意味著斜面上的靜摩擦力和細繩對物體M的拉力之間達到平衡，保持系統整體靜止的物理條件不變，下列說法正確的是（ ）

（A）施加于物體N的水平拉力的數值有可能保持恒定不變.

（B）施加于物體M的繩索的拉力必會持續增大.

（C）物體M承受的來自斜面的摩擦力必定會不斷上升.

（D）物體M經歷的摩擦力可能會出現先降低而后上升的現象．

解析 在此物理情境中，物體N在作用于其上的水平拉力F的影響下，以緩慢速度向左移動，直至與垂直方向形成45°角的狀態．實驗過程顯示，水平拉力F和繩索的拉力T均隨著物體N位置的變化而逐步增大．針對物體M進行受力分析可知，如果最初摩擦力f的方向朝向斜面下方，那么隨著繩索拉力T的增大，摩擦力f也將相應增大．反之，如果一開始摩擦力f的方向是沿斜面上方，那么隨著繩索拉力T的增大，摩擦力f可能呈現出先減小后增大的趨勢．基于上述分析，可得出結論，本題正確選項為（B）和（D）．

5 結語

首先，學生應該客觀描述題目的已知條件和求解目標，確保完整地理解問題．其次，學生需要明確物理規律和定理的適用范圍，避免將不適用的規律誤用于解答．最后，需要檢查答案是否符合實際情況，避免出現違反物理現實的解答．

參考文獻：

[1]李素珍.高中物理力學問題的解題技巧研究[J].數理化解題研究，2023（09）：66-68.

[2]李柯.高中物理力學問題解題技巧分析及研究[J].高考，2018（30）：188.