掌握解題技巧突破物理難點

趙永祥

不少高中生都將物理看作是一門非常難的學(xué)科，因為在做物理習(xí)題的時候，總會出現(xiàn)各種各樣令人頭疼的難題.實際上，想要高效率地解決物理問題，不僅僅需要學(xué)生能夠掌握所學(xué)的知識和概念，還要能夠掌握一些解題技巧.下面簡單介紹幾種解決物理問題的技巧.

一、構(gòu)建物理模型

所謂的模型法，指的是通過模型來揭示原型的形態(tài)、特征、本質(zhì)的方法，在物理解題過程中有著廣泛的運用.眾所周知，很多物理問題與我們實際生活中的一些實物形態(tài)相關(guān)，此時學(xué)生在解題時需要能夠從這些形態(tài)中抽象出物理模型，然后利用物理模型將實際問題轉(zhuǎn)化為物理問題.

例1一個水平放置的水管，距離地面的高度為h=1.8m，水管內(nèi)的橫截面積為S=2.0cm2.水從水管處流出，假設(shè)速度能夠保持一定v=2.0m/s，并且沿著水平方向射出，出口處橫截面上各處水的速度都相同，水流在空中不散開.取重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力.求水流穩(wěn)定后在空中有多少立方米的水.通過讀題我們可以知道，水從水管中噴出在空中會形成一個拋物線，這個拋物線水柱的體積實際上就是在某一個時間內(nèi)從水管中流出的水的體積.也就是說，我們可以將拋物線水柱的體積等效轉(zhuǎn)化為t=2hg內(nèi)流出的水的體積.這樣一來，我們可以設(shè)水管單位時間里噴出的水量為Q，穩(wěn)定之后在空中的水量為V，于是Q=Sv，V=Qt.再根據(jù)自由落體運動可知h=12gt2，聯(lián)立這三個式子可以得出V=Sv2hg，代入數(shù)據(jù)得V=2.4×10-4m3.

二、建立等量關(guān)系

解決物理問題和解決數(shù)學(xué)問題也有著類似的地方，那就是建立等量關(guān)系.在一些題目中，我們可以從已知條件和未知條件中尋找出隱藏著的等量關(guān)系，然后根據(jù)等量關(guān)系列出等式，求出我們所要知道的量.所以，我們可以說建立等量關(guān)系是巧妙解決物理問題的方式之一.

例2設(shè)一個運動員和自行車的總質(zhì)量為m，自行車與地面的動摩擦因素為μ，自行車做圓周運動的軌道半徑為R，自行車平面偏離豎直方向的角度為θ，轉(zhuǎn)彎速度為v，地面支持力為N.問：自行車要順利轉(zhuǎn)彎，須滿足什么條件？對于這道題，我們可以建立F供=F需的關(guān)系.想要讓自行車能夠順利拐彎，必須滿足兩個條件：一是自行車不向外滑動，二是自行車不會翻倒.為了不讓自行車向外滑動，我們需要探討它的轉(zhuǎn)彎速度.學(xué)生都知道，自行車轉(zhuǎn)彎時所需要的向心力由地面的靜摩擦力提供，不向外滑動的條件是向心力不超出最大摩擦力，也就是Fn≤μmg，而μmg=mv2maxR，所以vmax=μgR.為了讓自行車不翻倒，需要保證質(zhì)心受到的合力距為零.那么，如果自行車想要順利地拐彎，則支持力與最大靜摩擦力的合力要通過質(zhì)心，也就是說tanθ=fmaxN=μ=v2maxRg，θ=tan-1μ=tan-1v2maxRg.只有同時滿足這兩個條件，才能夠保證自行車順利地拐彎.

三、合成題目條件

一般來說，物理題中所給出的已知條件基本上都是有用條件，我們應(yīng)當(dāng)合理認(rèn)真地研究每一個條件，為解決問題打好基礎(chǔ).但是有一些題目，我們無法僅憑單個條件判斷出問題的答案，而是需要將題目中所給出的條件進(jìn)行合成.

例3小河寬為d，河水中各點水流速度大小與各點到較近河岸邊的距離成正比，v水=kx，k=4v0d，x是各點到近岸的距離.小船船頭垂直河岸渡河，小船劃水速度為v0，則下列說法中正確的是（）.

A.小船渡河的軌跡為曲線；

B.小船到達(dá)離河岸d2處，船渡河的速度為5v0；

C.小船渡河時的軌跡為直線；

D.小船到達(dá)離河岸3d4處，船渡河的速度為10v0.

通過讀題我們可以知道，小船劃水的速度是不變的，小船前進(jìn)的速度是沿船頭指向河順?biāo)鞣较虻膬蓚€分運動的分速度的矢量和，而這兩個分速度垂直，所以說當(dāng)順著水流方向的時候分速度是最大的，此時的合速度也是最大的.由此可見合速度的方向隨著順?biāo)鞣较虻姆炙俣鹊淖兓兓?，所以說小船的運行軌跡應(yīng)當(dāng)是曲線.在河中間時小船的渡河速度應(yīng)為5v0；到達(dá)離河岸3d4處時，水流速度為v0，船渡河的速度應(yīng)為2v0.所以這道題的答案應(yīng)該是A和B.