淺談?dòng)盟季S導(dǎo)圖復(fù)習(xí)物理力學(xué)

段向郡妮 成都樹德中學(xué)

在高中理科中得物理者得天下，而物理是相對(duì)較難的一門學(xué)科，大部分都有這樣的經(jīng)歷：“上課一講就懂，考試一做就錯(cuò)?！被谶@種情況，課后的及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固就顯得格外重要。

一、力

力是力學(xué)中的核心要素，是一切力學(xué)概念的前提條件，雖然有關(guān)力的概念并不是十分難以理解的，但對(duì)于一些細(xì)小知識(shí)點(diǎn)是一定要準(zhǔn)確記憶的。比如說力的圖示和力的示意圖，如果不仔細(xì)區(qū)分的話，是很容易混淆的。

（一）力的性質(zhì)

首先，力是一個(gè)矢量，既有大小又有方向；其次，力是不能脫離物體而存在的，如果一個(gè)物體受到力的作用，那么一定有另一個(gè)物體對(duì)它施力；再次，力在兩個(gè)物體之間的作用是相互的，效果是相同的；最后，力還具有同時(shí)性，也就是說力同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失。

（二）幾種常見的性質(zhì)力

1.萬有引力：存在與宇宙萬物之間的力，它使行星圍繞太陽旋轉(zhuǎn)，萬有引力大小:F=（G＊m1＊m2）/r2，其中G為萬有引力常量。

2.重力：重力是地球與物體間萬有引力的一個(gè)分力，方向豎直向下(只有在南北兩極點(diǎn)上才指向地心)，另一個(gè)分力則在物體隨地球一起旋轉(zhuǎn)時(shí)的充當(dāng)向心力。

3.彈力：物體發(fā)生彈性形變時(shí)產(chǎn)生的力。

4.摩擦力：相互接觸的兩個(gè)物體，當(dāng)他們要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦面就產(chǎn)生阻礙運(yùn)動(dòng)的力。摩擦力分為滑動(dòng)摩擦、靜摩擦和滾動(dòng)摩擦。摩擦力與受力面積的大小無關(guān)。

二、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系（力的瞬時(shí)作用）

在我們的生活中，牛頓第二定律的應(yīng)用是最為廣泛的，首先看它的公式F=ma，大家都知道a是加速度，加速度不可能憑空產(chǎn)生，因此如果想要產(chǎn)生加速度，那么這個(gè)物體勢必出現(xiàn)受力不平衡的現(xiàn)象，這樣我們便可以趁此機(jī)會(huì)復(fù)習(xí)一下如何對(duì)運(yùn)動(dòng)中的物體進(jìn)行受力分析，況且我們又知道力的作用是等大反向共線的，這樣不僅回顧了力的概念，還連帶著復(fù)習(xí)了牛頓第三定律，簡直是一舉兩得。牛頓的三大定律是力學(xué)中的重要定律，也是研究經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)。因此，通過牛頓第一定律也就是慣性定律——一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。既然提到了外力，那么就又回到了力使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)這個(gè)問題上了。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有靜止和運(yùn)動(dòng)兩種，而運(yùn)動(dòng)又分為直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)。

（一）直線運(yùn)動(dòng)

眾所周知，直線運(yùn)動(dòng)有勻速直線運(yùn)動(dòng)和變加速直線運(yùn)動(dòng)兩種，并且這兩種運(yùn)動(dòng)都離不開力。前者是只有在理想條件即絕對(duì)光滑、不受力情況下或者是處于受力平衡狀態(tài)下成立，并且在現(xiàn)實(shí)生活中理想條件實(shí)際上是不存在的，所以勻速直線運(yùn)動(dòng)與受力平衡也有著極大聯(lián)系；而后者與力的聯(lián)系就更加緊密了，因?yàn)樗粌H需要滿足受力不平衡這個(gè)前提，而且需要滿足所受合外力與其運(yùn)動(dòng)方向一致，自由落體運(yùn)動(dòng)就是其中的典型代表。

（二）曲線運(yùn)動(dòng)

曲線運(yùn)動(dòng)，顧名思義，就是運(yùn)動(dòng)軌跡呈曲線的運(yùn)動(dòng)，具體又分為平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、簡諧運(yùn)動(dòng)等。提到平拋運(yùn)動(dòng)，我第一時(shí)間想到的就是物理試卷上的常考題型，比如說一個(gè)小球以一定的水平初速度從桌子的邊緣落下來了，題目已知桌子高度和初速度，求小球的落地時(shí)間以及落地點(diǎn)與桌子的距離等等。這種題目在不采用其他方法的前提下就無法一望而解了，于是物理學(xué)家們就采用了一種新的方法進(jìn)行求解，我們將這個(gè)簡單的平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分解，分解成水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)，巧妙地避開了硬著頭皮直接求解這種既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力的暴力解題方法。

勻速圓周運(yùn)動(dòng)，就是某一質(zhì)點(diǎn)按照一定的速率運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)間內(nèi)通過的圓弧長度相等。這一種運(yùn)動(dòng)在生活中比比皆是，比如說我們手腕上精準(zhǔn)地以相同的速率繞著表盤一圈圈走動(dòng)的指針、游樂場里的抽獎(jiǎng)轉(zhuǎn)盤、馬路上勻速行駛的汽車的車輪等。這種運(yùn)動(dòng)還常常在物理磁場題中因?yàn)槲矬w的重力與電場力或者是洛倫茲力相平衡時(shí)出現(xiàn)，給我們學(xué)生帶來了一個(gè)又一個(gè)的阻礙。但是它本身是有一定的解題技巧的，比如說物體所受合外力的大小是永遠(yuǎn)不變的但力的方向卻始終是指向軌跡圓的圓心，再比如說一旦它的速率大小確定了那么在磁場中軌跡圓的半徑就是一個(gè)定值了，也因此出現(xiàn)了磁聚焦現(xiàn)象。

至于簡諧運(yùn)動(dòng)，這只是一種振動(dòng)圖像是正弦函數(shù)的運(yùn)動(dòng)，在生活中并不常見，在復(fù)習(xí)時(shí)只要知道這一點(diǎn)就足夠了。

三、力與動(dòng)量（力在時(shí)間上的積累）

通過牛頓第三定律我們接觸到了作用力與反作用力這一概念，因而可以順利地聯(lián)想到了反沖這一物理現(xiàn)象。反沖是力的相互作用的完美體現(xiàn)，火箭通過向下噴氣來獲得向上的反沖力，從而飛向宇宙；用錘子釘釘子時(shí)手會(huì)感到疼痛，這些都是生活中的反沖現(xiàn)象。反沖是動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用之一，另一個(gè)則是生活中十分常見的碰撞。碰撞有彈性碰撞和非彈性碰撞之分，二者最大的不同在于有前者在全部過程中不會(huì)有任何的能量損失。在碰撞的類型題中，動(dòng)量和沖量這一對(duì)好搭檔是解題的關(guān)鍵，動(dòng)量是狀態(tài)量，沖量是過程量，它們共同構(gòu)成了動(dòng)量定理P=Ft，進(jìn)而衍生出了動(dòng)量守恒定律。

四、力與功（力在空間上的積累）

如果一個(gè)力作用在物體上，并且物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段距離，在力學(xué)的理念里就認(rèn)為這個(gè)力做了功。一提到功，我就會(huì)想到另外一個(gè)詞語——功能關(guān)系，功能關(guān)系在高中階段有兩種一個(gè)是動(dòng)能定理，另一個(gè)是機(jī)械能守恒定律。機(jī)械能包括動(dòng)能和勢能，而勢能又分為重力勢能和彈性勢能。

（一）動(dòng)能定理

動(dòng)能是指一個(gè)物體因運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的能量，它只與一個(gè)物體的始末狀態(tài)有關(guān)。因此在解決一些復(fù)雜的關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)的大題時(shí)，可以不用把每一個(gè)運(yùn)動(dòng)過程都分析得徹底，只用關(guān)注需要求解部分和運(yùn)動(dòng)初始狀態(tài)就足夠了。除此之外，我們還可以用動(dòng)能定理的表達(dá)式來推導(dǎo)出動(dòng)能和動(dòng)量之間的關(guān)系式P2=2mEk

（二）機(jī)械能守恒定律

機(jī)械能守恒定律是指在只有重力或彈力對(duì)物體做功的條件下(或者不受其他外力的作用下），物體的動(dòng)能和勢能（包括重力勢能和彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。

五、使用思維導(dǎo)圖復(fù)習(xí)的好處

（一）使用思維導(dǎo)圖可以將力學(xué)的各個(gè)板塊有機(jī)地結(jié)合在一起，使得使用者形成自己獨(dú)有的思維體系，在遇到難題時(shí)會(huì)自發(fā)地想到多種解題方法，大大減少了思維定式的危害。

（二）使用思維導(dǎo)圖不僅可以在復(fù)習(xí)某一種力時(shí)形成系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，還可以將不同種類的力進(jìn)行分類、合并、重新組合。這樣會(huì)在最后進(jìn)行總復(fù)習(xí)時(shí)帶來意外的驚喜。

（三）同時(shí)在繪制個(gè)人的思維導(dǎo)圖時(shí)，我們可以通過整合知識(shí)點(diǎn)來進(jìn)行聯(lián)想，例如可以通過洛倫茲力與安培力想到將動(dòng)生現(xiàn)象與電磁場結(jié)合形成一道壓軸題。

（四）思維導(dǎo)圖是一種進(jìn)行科學(xué)研究的方法和基礎(chǔ)，不僅適用于復(fù)習(xí)物理，還適用于其他方面和其他學(xué)科，這為我們?cè)诖髮W(xué)時(shí)寫研究生論文查找資料提供了思路和捷徑。