探究高中物理電場及靜力問題解題的思路與方法

王智驄

摘 要：高中物理學(xué)習(xí)中，主要知識模塊分為電場部分和力學(xué)部分，其中靜力學(xué)和電場是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。基于對電場和靜力問題核心思想和主要用到的學(xué)習(xí)方法的研究，提出了高中物理電場及靜力問題的解題思路和方法，以更好地進(jìn)行這兩方面知識的

學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：高中物理；電場；靜力學(xué)

高中物理相對來說較為簡單，在我們的學(xué)習(xí)過程中會通過大量物理模型的建立幫助其進(jìn)行知識記憶和理解，同時(shí)這些模型也能為我們的解題過程提供指導(dǎo)。但是當(dāng)前存在的主要問題為我們在解題時(shí)不知如何抓住解題重點(diǎn)，或者一些綜合題目對知識的理解要求較高，這在很大程度上降低了我們的解題效率和正確率。

一、高中物理電場問題解題思路和方法

相較于靜力學(xué)知識，電場問題需要我們記憶的公式較少，但是對于這種“場”的問題，理解起來較為困難，所以本文建立的解題體系如下。

1.找到問題考查的核心知識點(diǎn)

高中電場考查過程中基本為靜電場知識考查，并且對于考查內(nèi)容來說，能夠滿足出題要求的范圍更少，主要為電容器和電容、靜電場強(qiáng)度、電勢能和電勢以及電勢差與電場強(qiáng)度關(guān)系，這些知識具有很強(qiáng)的區(qū)別性[1]。以電容和電勢能為例，雖然在電容器中也會考查電場做功，但是在電容知識的考查中，通常在題目中有“兩塊平行金屬板”等關(guān)鍵詞，說明該題目與電容器相關(guān)，但是當(dāng)前高中物理對電容器方面知識的考查力度較低，出題時(shí)通常會通過電容器產(chǎn)生一個勻強(qiáng)電場，同時(shí)在其中施加另一個垂直方向的勻強(qiáng)電場，最終考查問題為要使一個電荷穿過金屬板邊緣/板上小孔所需施加的勻強(qiáng)電場強(qiáng)度，這種問題的核心知識點(diǎn)為電場做功，電容器相關(guān)知識在其中起輔助作用。

2.與物理模型相聯(lián)系

靜電場由于無法被人們直接觀測，為了能夠更好地學(xué)習(xí)和使用，靜電場物理模型主要包括平行金屬板、元電荷、點(diǎn)電荷電場、電場線和等勢線，其中平行金屬板相關(guān)模型為重點(diǎn)和難點(diǎn)，因?yàn)樵陔妶鲋R考查中，為了體現(xiàn)知識的綜合性通常在電場知識中融入能量守恒定律、動力學(xué)等相關(guān)知識，所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)題目中涉及“兩塊平行金屬板”等關(guān)鍵詞時(shí)，需要立刻在心中檢索相關(guān)知識點(diǎn)，并在頭腦中建立金屬板和帶電電荷模型，按照相關(guān)要求將電荷放置于金屬板的相關(guān)位置上，按題目要求進(jìn)行電荷運(yùn)動狀態(tài)的模擬，幫助解題。

3.公式方程的有機(jī)變形

當(dāng)前很多同學(xué)學(xué)習(xí)電場知識時(shí)只注重對基礎(chǔ)公式的背誦，但是電場知識考查中大多需要對這些方程進(jìn)行變形，并且需要與各類相關(guān)知識進(jìn)行結(jié)合。例如在電勢能學(xué)習(xí)中，電勢能的基本公式為：W=FcosθAB，該公式中F為電荷所受的力，ABcosθ為電荷在力的方向上的移動距離。但是在實(shí)際考查過程中，該公式具有很大的局限性，通常電荷的移動路徑并不規(guī)則，需要采用積分學(xué)知識對電荷在力方向上的移動距離進(jìn)行計(jì)算，這種方程變形能力需要經(jīng)過較多練習(xí)。

二、高中物理靜力問題解題思路和方法

高中力學(xué)分為靜力學(xué)和動力學(xué)兩個方面，其中靜力學(xué)較為簡單，主要包括力的相互作用、力的合成與分解兩個方面，題目考查中也主要涉及這兩個方面[2]。

1.正確建立力學(xué)模型

高中物理靜力學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)為彈力和摩擦力，而重點(diǎn)和難點(diǎn)為力的合成與分解，所以在解題時(shí)，需要建立正確的力學(xué)模型。力學(xué)模型主要分為以下兩種：（1）滑塊和水平面。該模型適用范圍為水平面上的力學(xué)分析，在建立模型時(shí)，需要注意題目中是否含有“光滑水平面”字眼，若沒有該關(guān)鍵詞，需要在建立模型時(shí)考慮摩擦力影響，另外一些題目會將摩擦力與滑塊壓力聯(lián)系，需要注意題目要求。（2）滑塊與斜面。這種問題較為復(fù)雜，力的分解對很多學(xué)生來說較為困難，并且大多數(shù)題目還涉及摩擦力，所以重力分解時(shí)需要按沿斜面方向和斜面垂直方向進(jìn)行分解，這是一種重要的分解模型。

2.分析中保證力的完整性

在進(jìn)行靜力分析過程中，需要嚴(yán)格保證物體受力的完整性，所以在解題時(shí)需要對物體所受的力進(jìn)行研究。在解題中，首先需要尋找關(guān)鍵詞“光滑平/斜面”“勻速/靜止”，通過關(guān)鍵詞建立模型并判斷是否處于靜力平衡狀態(tài)。其次對題目中涉及的力在模型上進(jìn)行表示，判斷已知的力能否使物體處于平衡狀態(tài)。最后研究模型中是否含有摩擦力，若有，摩擦力的大小和方向如何，從而保證受力的完整性。

3.力的分解、合成規(guī)則研究

力的分解與合成規(guī)則為平行四邊形/三角形法則，但是在高中物理解題過程中，通常分解、合成方式為矩形分解。在力的分解與合成過程中，對于水平面的力學(xué)模型，考查過程中通常會在滑塊上施加一個不規(guī)則方向的力，需要對該力進(jìn)行水平和豎直方向上的分解，進(jìn)而將滑塊水平方向、豎直方向上的力進(jìn)行合成，合成過程設(shè)定參考方向，與參考方向相同的為正方向，反之為負(fù)方向，根據(jù)符號加減即可。斜面滑塊力的分解只要為重力和另外施加力的分解，分解方向?yàn)檠匦泵娣较蚝托泵娲怪狈较?，進(jìn)而進(jìn)行力的合成。

綜上所述，高中物理電場和靜力解題中，對于電場知識，首先需要進(jìn)行核心知識點(diǎn)研究，其次進(jìn)行模型建立，最后進(jìn)行計(jì)算。而對于靜力學(xué)知識，首先需要進(jìn)行合理的模型建立，并在該過程中對力的完整性進(jìn)行審查，其次進(jìn)行力的分解與合成，從而解決

問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧俞志.高中物理電場解題的基本分析方法[J].經(jīng)貿(mào)實(shí)踐，2018（2）：343.

[2]倪欣豪.淺析高中物理力學(xué)解題策略的一般步驟[J].科技風(fēng)，2018（3）：25.