高中物理“多題一解”之五大步驟

郭 鈺

(甘肅省玉門市第一中學(xué) 735211)

對(duì)于高中物理難的問題，已經(jīng)是個(gè)經(jīng)久不衰的話題了，無數(shù)師生一直在苦苦探索研究、歸納總結(jié)突破這一瓶頸的方法.為了幫助孩子們掌握學(xué)習(xí)物理的方法和技巧，引導(dǎo)學(xué)生打破常規(guī)思維、變異開思、激發(fā)潛能，培養(yǎng)學(xué)生的廣闊思路，提升科學(xué)思維、形成全面的邏輯思維能力，“一題多解”、“一題多變”是老師們慣用的手段和方法.然而我認(rèn)為，針對(duì)高中物理的主線“動(dòng)力學(xué)”問題，很多問題都可以套用同一個(gè)解題方法和步驟，我將其稱之為：高中物理“多題一解”之五大步驟.

高中物理“動(dòng)力學(xué)”問題，要廣泛理解，它貫穿目前高考大綱范圍內(nèi)的所有章節(jié)：力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、能量觀、電磁學(xué)、熱學(xué)、機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波、原子物理學(xué)等等.

這里所說的“多題一解”——①確定研究對(duì)象，②對(duì)對(duì)象受力分析，③搞清過程和狀態(tài)，④選擇合適依據(jù)列方程，⑤解方程、檢驗(yàn)，就是幫助學(xué)生形成對(duì)物理知識(shí)和解題方法的高度歸納總結(jié)，讓學(xué)生從不同的物理問題中分析歸納出共同的特征和類似的模型以及解題方法，從而減輕學(xué)生對(duì)諸多不同物理過程、模型及方法的機(jī)械式死記硬背，徹底擺脫題海戰(zhàn)術(shù)，真正達(dá)到形成“能力遷移”這一科學(xué)思維的目的.

一、確定研究對(duì)象

回顧高中物理整個(gè)動(dòng)力學(xué)問題，每個(gè)題目必定有其研究的對(duì)象，有單個(gè)的也有多個(gè)的.對(duì)單對(duì)象問題，先指明對(duì)象如：對(duì)m或者對(duì)M.對(duì)多對(duì)象問題，如果題設(shè)和所涉及問題與內(nèi)力無關(guān)，最好采用整體法，如對(duì)：M+m；如果題設(shè)和所涉及問題與內(nèi)力有關(guān)，肯定的用隔離法，才能將其題設(shè)和問題引入，重新作為單對(duì)象研究分析.

二、對(duì)研究對(duì)象受力分析

受力分析對(duì)學(xué)生來說是最大的難點(diǎn)，為了不漏力、不多力，最好按照順序逐一分析.一般采用：一重二彈三摩擦，最后再看四其它.具體來說，從以下幾個(gè)方面入手：

1.重力分析

原題給出重力加速度g，一定分析出重力mg.若題意提示輕桿、輕繩、輕質(zhì)彈簧、輕滑輪等，均不計(jì)重力；如有明確的電子、質(zhì)子、α粒子等帶電微粒，肯定不計(jì)重力；當(dāng)強(qiáng)調(diào)對(duì)象只受電場(chǎng)力或洛倫茲力，絕對(duì)不計(jì)重力.其次還要熟練掌握重力的特點(diǎn)，如重力做功與路徑無關(guān)、重力加速度g的取值等問題.

2.彈力分析

彈力屬于接觸力，凡與研究對(duì)象接觸的位置均要逐一分析排查，具體可用假設(shè)法、狀態(tài)法等.其次要明確，壓力、支持力均為法向力(與接觸面垂直)一般問題中都不做功(除動(dòng)斜面外)，其數(shù)值大小的計(jì)算無具體公式，只能用平衡條件或牛頓第二定律將其求解.

3.摩擦力分析

摩擦力也屬于接觸力，且需滿足以下三個(gè)條件：①N≠0;②μ≠0;③有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，因此，只需在受壓力或支持力的前提下對(duì)其進(jìn)一步分析即可.其次要注意，摩擦力屬于切向力(與接觸面平行)，做功，且可正可負(fù)，當(dāng)然個(gè)別情況也不做功，如魔盤向心力.第三要清楚，滑動(dòng)摩擦力f滑=μFN,，符合條件的情況下有公式計(jì)算，靜摩擦力f靜無具體計(jì)算公式，需要具體計(jì)算時(shí)，兩種摩擦力均可用平衡條件或牛頓第二定律將其求解.

4.其它力(場(chǎng)力)分析

這里所指的其它力，大部分屬場(chǎng)力，即電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力.

(1)分析電場(chǎng)力，題目必定出現(xiàn)電場(chǎng)、帶電體等已知的提示條件，電場(chǎng)力有其具體的計(jì)算式，如F=Eq和F=kQq/r2，當(dāng)然也可以使用之前提到的平衡條件、牛頓第二法這一萬能方法.同時(shí)要注意，電場(chǎng)力做功與重力做功一樣，與路徑無關(guān)，只與初末位置的電勢(shì)差有關(guān).

(2)分析磁場(chǎng)力，必然出現(xiàn)磁場(chǎng)、電流、運(yùn)動(dòng)的帶電體等提示和條件.磁場(chǎng)力分安培力F=BILsinθ和洛倫茲力f=Bqvsinθ，其中洛倫茲力因本身屬性，永遠(yuǎn)垂直于速度v，因此它是個(gè)永不做功的力，而安培力做功要具體分析，可正可負(fù)，用途廣泛.

三、搞清楚狀態(tài)和過程

1.狀態(tài)分析

針對(duì)動(dòng)力學(xué)問題，初末狀態(tài)尤為重要，對(duì)應(yīng)某一過程的初、末位置和初、末時(shí)刻，屬于狀態(tài)量，決定著某一問題的開頭和結(jié)束，聯(lián)系著上一過程的末尾和下一個(gè)過程的起始，決定研究對(duì)象是屬于平衡態(tài)還是非平衡態(tài)，該選用什么樣的方法和依據(jù)對(duì)其列方程求解.

2.過程分析

過程對(duì)應(yīng)位移和時(shí)間，屬于過程量，常見的有加、減速運(yùn)動(dòng)過程、拋體運(yùn)動(dòng)過程、圓周運(yùn)動(dòng)上、下行過程等.對(duì)多過程問題要分段研究，畫草圖、標(biāo)字母，點(diǎn)：一個(gè)字母A，段：兩個(gè)字母A→B.

四、選擇合適依據(jù)列方程

抓住多個(gè)關(guān)鍵依據(jù)列方程，可謂是求解物理問題的關(guān)鍵所在.學(xué)生以為，物理公式、定律、定理多、繁、雜，其實(shí)歸納總結(jié)一下，無非也就下面這些：

1.一個(gè)條件

平衡條件，即F合=0

2.兩個(gè)定理

(2)動(dòng)量定理F合t=I合=mv2-mv1

3.三個(gè)關(guān)系

速度時(shí)間關(guān)系Vt=V0+at

4.四個(gè)方程

(1)熱平衡方程Q放=Q吸

(2)理想氣體狀態(tài)方程PV/T=C

(3)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0

(4)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE=Δmc2

5.十大定律

(1)牛頓第二定律;(2)機(jī)械能守恒定律;(3)動(dòng)量守恒定律;(4)胡可定律;(5)萬有引力定律;(6)庫侖定律;(7)電阻定律;(8)歐姆定律;(9)熱力學(xué)三大定律;(10)反射定律.

6.各物理量的定義式、決定式

如:(1)電阻;(2)電場(chǎng)強(qiáng)度;(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度;(4)電勢(shì);(5)加速度;(6)電容等還有很多.這些條件、定理、關(guān)系、方程、定律和基本概念和定義一定要熟、透、活的完全掌握，才能達(dá)到活學(xué)活用、融會(huì)貫通，真正實(shí)現(xiàn)能力遷移的目的.

五、解方程、檢驗(yàn)討論、作答

對(duì)問題的結(jié)論進(jìn)行檢查、驗(yàn)收，最后作答其實(shí)經(jīng)常被大家忽視，但它往往是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，稍有不慎，就會(huì)導(dǎo)致之前的所有付出徒勞無益，成為無用功.檢驗(yàn)包括結(jié)論的正確性、準(zhǔn)確性、實(shí)用性、完整性.通過反思、回放解題情景、規(guī)律、依據(jù)、運(yùn)算等，對(duì)問題結(jié)論作重新確認(rèn).文字?jǐn)⑹鲱}看單位是否正確統(tǒng)一；數(shù)字計(jì)算題看是否符合常理和實(shí)際生活；矢量類問題要看方向是否合理、結(jié)論是否完整等.

除此之外，還要特別提醒，所有物理問題：

1.審題一定要仔細(xì)，尤其是關(guān)鍵字眼不可疏忽；

2.狀態(tài)和過程的分析要結(jié)合受力情況，靈活調(diào)整受力分析和狀態(tài)判斷的先后順序，二者要相輔相成，沒有絕對(duì)的誰先誰后；

3.對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的物理問題，要根據(jù)題目所描述的情景建立正確的物理模型，然后對(duì)其過程進(jìn)行分析；

4.多過程問題，要注意細(xì)節(jié)，要善于找出兩個(gè)相關(guān)過程的連接點(diǎn)(臨界點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、最點(diǎn)、穩(wěn)定點(diǎn)等)，這就是題目的突破口，一旦找到突破口，難題也就變得容易了；

5.對(duì)復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算題，最后結(jié)果要先解出字母表達(dá)，再代入數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)橹灰帜附Y(jié)果表達(dá)式正確，就算計(jì)算結(jié)果出錯(cuò)，也只會(huì)丟掉很少的分?jǐn)?shù)；

6.簡(jiǎn)潔的文字說明和明確的定理、方程、公式相結(jié)合，是物理計(jì)算推理題所考察的必須部分.