養(yǎng)成多角度思考力學(xué)問題的習(xí)慣

李永紅

一個問題的解決往往有多種角度，從而有多種方法.高中物理力學(xué)問題也一樣.通過高中物理學(xué)力學(xué)問題的多角度解答能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的能力，從而在高考解題中更快，更準(zhǔn).

高中物理力學(xué)問題解答的角度很多.從思維方式的層面，中學(xué)物理中常用的有假設(shè)法?類比法?等效法?反證法等;從表達(dá)形式的層面，有公式法?圖象法?列表法等;從研究對象的層面有整體法?隔離法等;從知識的層面，有牛頓運(yùn)動定律?動量?能量等角度;還有些不好分類的方法，如控制變量法?特殊值法?定性法?估算法?直覺法等.

下面先從思維方式?表達(dá)形式?研究對象的層面舉例說明.

例1物體沿一直線運(yùn)動，在t時間內(nèi)通過的路程為s，它在中間位置1/2s的速度為v1，在中間時刻1/2t的速度為v2，則v1和v2的關(guān)系為().

A.當(dāng)物體做勻加速直線運(yùn)動時，v1>v2

B.當(dāng)物體做勻減速直線運(yùn)動時，v1>v2

C.當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動時，v1=v2

D.當(dāng)物體做勻減速直線運(yùn)動時，v1

解析:該題的選項(xiàng)C較易選出，難點(diǎn)在于其他三個選項(xiàng).我們可先直覺判斷:勻加速直線運(yùn)動時，先慢后快，運(yùn)動了一半時間時，尚未達(dá)到一半路程，所以達(dá)一半路程時的速度小;勻減速直線運(yùn)動時，先快后慢，運(yùn)動了一半時間時，超過一半路程，所以達(dá)一半路程時的速度大.這種直覺法快，但易出錯.若換一角度，用解析法(公式法)解答，則可嚴(yán)密推導(dǎo)出來，但對數(shù)學(xué)計(jì)算能力要求較高.若再換一角度，從圖象法去思考，則較為快捷?準(zhǔn)確?直觀.如圖1所示，則可排除選項(xiàng)D.

評析:三種方法各有千秋，此題中圖象法值得推薦，平時練習(xí)中若多管齊下，多法并舉，則不愁高考中無計(jì)可施，無法可取.多個角度，多面夾擊，殊途同歸，則不用擔(dān)心目標(biāo)走漏，從而提高準(zhǔn)確性.

例2如圖2，a?b兩個物體ma=2mb，用細(xì)繩連接后放在傾角為θ的光滑斜面上，在下滑過程中().

A.它們的加速度a=g sinθB.它們的加速度a

C.細(xì)繩的張力為零D.細(xì)繩的張力為mg sinθ

解析:該題多角度思考涉及的方法很多.(1)可先假設(shè)(假設(shè)法)繩中有張力，用隔離法分別對兩物進(jìn)行受力分析，結(jié)合整體法得出正確選項(xiàng)是A?C.這是定量的解析法.(2)可以用反證法判斷細(xì)繩中的張力情況:若細(xì)繩中有張力，a受到向上的拉力，而b受到向下的拉力，則a的加速度比b的加速度要小，與事實(shí)矛盾.(3)可以類比伽利略的重球輕球同時落地的情況以拓寬我們的思路.

很多物理題可用多個知識點(diǎn)解答，請看下面兩題.

例3某消防員從一平臺上跳下，下落2 m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身生心又下降了0.5 m.在著地過程中地面對他的平均作用力估計(jì)為().

A.自身所受重力的2倍 B.自身所受重力的5倍

C.自身所受重力的8倍 D.自身所受重力的10倍

解析:該題可從多個角度進(jìn)行分析，有多種解答方法.(1)分觸地前和觸地后兩個過程進(jìn)行分析，用運(yùn)動學(xué)結(jié)合牛頓第二定律可以解答.(2)也可用動量定理解答.(3)也可用動能定理解答，對全過程用動能定理列方程:mg(h1+h2)+Fh2=0，代入數(shù)據(jù)即可求出結(jié)果.從不同角度運(yùn)用多種規(guī)律分析同一個問題，一則可加深對各個規(guī)律的理解以及各規(guī)律間關(guān)系的認(rèn)識，二則可摸索最快捷的解題方法.

很多力學(xué)的綜合計(jì)算題需要多個知識點(diǎn)去解答，這時更要求我們要多角度思考，找到多個關(guān)系式，方能求解，而靠個別角度投機(jī)取巧是不行的.

例4如圖3，質(zhì)量為m的鋼板與直立輕彈簧的上端連接，彈簧下端固定在地上.平衡時，彈簧的壓縮量為x0.一物塊從鋼板正上方距離為3x0的A處自由落下，打在鋼板上并立刻與鋼板一起向下運(yùn)動，但不粘連.它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動.已知物塊質(zhì)量也為m時，它們恰能回到O點(diǎn).若物塊質(zhì)量為2 m，仍從A處自由落下，則物塊與鋼板回到O點(diǎn)時，還具有向上的速度.求物塊向上運(yùn)動到達(dá)的最高點(diǎn)與O點(diǎn)的距離.

解析:該題僅從某一個知識點(diǎn)去分析是不夠的，至少要從兩個角度考慮:動量定恒?機(jī)械能守恒.要考慮到A與鋼板碰撞前后瞬間A與鋼板的動量守恒(所受外部重力遠(yuǎn)小于碰撞內(nèi)力).碰撞后A與鋼板一起向下運(yùn)動，則有機(jī)械能的損失，整個過程機(jī)械能并不守恒，而是碰撞前?后各自分別守恒.并且機(jī)械能中除了動能?重力勢能，還有彈性勢能.

在高中力學(xué)學(xué)習(xí)中養(yǎng)成多角度思考問題的習(xí)慣，培養(yǎng)發(fā)散性思維的能力，相信對力學(xué)學(xué)習(xí)和其他問題的研究都有所裨益.