高中物理解題技巧分析

陳廣平

物理學解決實際生活問題的核心在于對研究對象所處的狀態(tài)做全面準確的分析.首先要求在對象的選擇上要盡量直觀，選擇研究對象直接決定了解題所要采用的思路和方法，因此如何準確選擇題目中的研究對象在高中物理學習中起到至關重要的作用.尤其對于力學和能量守恒部分而言，研究對象的選擇涉及力學平衡方程的建立、系統(tǒng)能量的守恒特征，以及對象間復雜的內力等問題.

下面結合自己的教學實踐談點體會.

一、整體思想在能量轉換系統(tǒng)中的應用技巧

物理學解題中整體思想的應用能夠簡化復雜系統(tǒng)中不同部分之間的相互作用，避免物體之間固有的、不可避免的能量傳遞以及力的相互性所產(chǎn)生的影響.該技巧主要用來解決內力問題以及能量守恒問題.每年高考題中必然會涉及對能量守恒系統(tǒng)中不同對象所處的狀態(tài)、能量的抽象判斷.

整體思想是從宏觀上揭示系統(tǒng)的規(guī)律，該技巧關鍵在于如何劃分整體在復雜系統(tǒng)中的界限，通常在整體范圍的確定上主要依據(jù)的是系統(tǒng)能量的傳遞截止性和受力狀態(tài)的終止性.對于能量守恒類問題，整體思想的使用技巧通常是以系統(tǒng)是否具備在能量上能夠相互轉化的“途徑”為參考點，如果兩部分研究對象之間存在不可避免的、不可分割的受力關系或者能力轉換趨勢，則通常將其視為同一整體進行研究.在以下案例中充分體現(xiàn)了整體思想在物理解題中的有效性和直觀性.

圖1

例如，如圖1，木塊A與水平面之間的摩擦系數(shù)為0，子彈B沿水平方向進入并且留在其中，該過程中將彈簧壓縮至最短，試分析從剛進入到壓縮至最短的過程中系統(tǒng)能量的守恒特性.

分析：該題顯然屬于能量轉換問題，根據(jù)上述整體思想的應用技巧，首先分析該系統(tǒng)中哪些部分之間存在不可避免的能量傳遞和受力的相互性.B進入A以后兩者之間必然存在相互摩擦，故而系統(tǒng)熱能必將增加，增加的能量并非憑空產(chǎn)生，顯然是“犧牲”了子彈B水平方向的動能.因此子彈B與木塊A之間存在能量轉換的“途徑”，必將視為同一研究對象.彈簧和木塊A之間始終具備相互作用的內力，沒理由將彈簧排除研究體系之外.此外，由于木塊A與地面間摩擦系數(shù)為0，因此在運動過程中木塊A于地面間不存在摩擦力所產(chǎn)生的能量傳遞，可以將地面排除研究系統(tǒng)，彈簧和墻壁間雖然相互接觸，但是不存在相對運動，因此彼此在接觸點得相對位移為零，就算有內力存在也不做功，亦即不存在能量轉換的“途徑”，據(jù)此分析可以很清楚地將彈簧、木塊A、子彈B三者視為整體進行分析.利用整體技巧確定研究對象以后，進而可以將題設問題與物理基本知識進行“對號入座”，首先考慮動量守恒問題，由于墻壁在研究系統(tǒng)之外，顯然該過程中始終對研究對象存在彈力，亦即所選系統(tǒng)受到了不為零的外力作用，因此該系統(tǒng)動量不守恒.其次，判斷該系統(tǒng)機械能是否守恒？子彈進入木塊以后由于滑動摩擦力而導致的系統(tǒng)內能增加量源自子彈動能的減小，顯然系統(tǒng)機械能也不守恒，至此整體思想提供了從宏觀角度入手的解題思路，避免了系統(tǒng)內部相互作用的復雜性.

二、動力學問題中的邊界值應用技巧

力學部分的核心在于對研究對象的受力分析，解題中通常涉及靜力學和動力學的受力分析，相對而言動力學受力分析和物體的運動狀態(tài)相關，因此在問題求解中較為復雜，包括對研究對象的運動狀態(tài)判斷以及力學平衡條件的建立.在求解力學問題時，首先要尋找研究系統(tǒng)中所受的所有力，其次要分析對物體運動狀態(tài)改變有貢獻的力 ，該過程的核心技巧在于根據(jù)平衡力或牛頓定律建立力學方程，將定性的物理問題通過數(shù)學方程定量表征，從而達到解決問題的目的.可見，受力分析雖然是力學部分的核心技巧，但在解題中往往和其他技巧相互結合，這樣才能在物理學習中融會貫通.

動力學問題在定量求解過程中往往需要通過題目隱含條件挖掘解題思路，該類問題中解題技巧的應用關鍵在于題目邊界條件的假設.所謂邊界條件就是指物體所處的臨界狀態(tài)或者瞬間某種特殊狀態(tài).正是由于該狀態(tài)的特殊性，使得物體在力和運動規(guī)律上存在可知的參數(shù)，然而這些隱含的已知量必須在解題技巧的引導下為題目所用，因此動力學中受力分析技巧的重要目的之一是要對物體狀態(tài)進行特殊位置的參量賦值，使其具備更多的定量化特征.

總之，高中物理學解題技巧的熟練應用是建立在學生對物理規(guī)律融合貫通的基礎之上的.任何解題方法并不是絕對的萬能，要想提高綜合物理素養(yǎng)，學生必須在學習過程中總結適合自己的物理思想，要懂得通過自己領悟得到的技巧永遠是最實用、最寶貴的資源.此外，物理學作為詮釋生活規(guī)律的學科，在掌握解題技巧的同時，學生必須夯實物理基礎知識.只有扎實的物理基礎知識，學生才能醞釀出巧妙的物理學習技巧.