高中物理“多題一解”之五大步驟

摘 要：高中物理教學中，所有“動力學”問題，都可以套用同一個解題方法和步驟——五大步驟.用“多題一解”之五大步驟①確定研究對象②對對象受力分析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，可以引導學生打破常規(guī)思維、變異開思、激發(fā)潛能，培養(yǎng)學生歸納總結(jié)的能力，提升科學思維、形成全面的邏輯思維能力.

關鍵詞：動力學問題;多題一解;通用步驟;科學思維;邏輯思維能力

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2021）07-0074-02

收稿日期：2020-12-05

作者簡介：郭鈺（1974-），男，甘肅省玉門人，本科，中學高級教師，從事高中物理教學研究.

基金項目：甘肅省教育科學“十三五”規(guī)劃2019年度一般課題 從動力學“兩法三途四定律”視角研究物理核心素養(yǎng)中“科學思維”的形成GS[2019]GHB1713.

對于高中物理難的問題，已經(jīng)是個經(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習物理的方法和技巧，引導學生打破常規(guī)思維、變異開思、激發(fā)潛能，培養(yǎng)學生的廣闊思路，提升科學思維、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.然而我認為，針對高中物理的主線“動力學”問題，很多問題都可以套用同一個解題方法和步驟，我將其稱之為：高中物理“多題一解”之五大步驟.

高中物理“動力學”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、運動學、能量觀、電磁學、熱學、機械振動、機械波、原子物理學等等.

這里所說的“多題一解”——①確定研究對象，②對對象受力分析，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，就是幫助學生形成對物理知識和解題方法的高度歸納總結(jié)，讓學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，從而減輕學生對諸多不同物理過程、模型及方法的機械式死記硬背，徹底擺脫題海戰(zhàn)術，真正達到形成“能力遷移”這一科學思維的目的.

一、確定研究對象

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

二、對研究對象受力分析

受力分析對學生來說是最大的難點，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，均不計重力;如有明確的電子、質(zhì)子、α粒子等帶電微粒，肯定不計重力;當強調(diào)對象只受電場力或洛倫茲力，絕對不計重力.其次還要熟練掌握重力的特點，如重力做功與路徑無關、重力加速度g的取值等問題.

2.彈力分析

彈力屬于接觸力，凡與研究對象接觸的位置均要逐一分析排查，具體可用假設法、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（除動斜面外），其數(shù)值大小的計算無具體公式，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，且需滿足以下三個條件：①N≠0;②μ≠0;③有相對運動或相對運動趨勢，因此，只需在受壓力或支持力的前提下對其進一步分析即可.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，當然個別情況也不做功，如魔盤向心力.第三要清楚，滑動摩擦力f滑=μFN，，符合條件的情況下有公式計算，靜摩擦力f靜無具體計算公式，需要具體計算時，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（場力）分析

這里所指的其它力，大部分屬場力，即電場力和磁場力.

（1）分析電場力，題目必定出現(xiàn)電場、帶電體等已知的提示條件，電場力有其具體的計算式，如F=Eq和F=kQq/r2，當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.同時要注意，電場力做功與重力做功一樣，與路徑無關，只與初末位置的電勢差有關.

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

三、搞清楚狀態(tài)和過程

1.狀態(tài)分析

針對動力學問題，初末狀態(tài)尤為重要，對應某一過程的初、末位置和初、末時刻，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過程的起始，決定研究對象是屬于平衡態(tài)還是非平衡態(tài)，該選用什么樣的方法和依據(jù)對其列方程求解.

2.過程分析

過程對應位移和時間，屬于過程量，常見的有加、減速運動過程、拋體運動過程、圓周運動上、下行過程等.對多過程問題要分段研究，畫草圖、標字母，點：一個字母A，段：兩個字母A→B.

四、選擇合適依據(jù)列方程

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

5.十大定律

（1）牛頓第二定律;（2）機械能守恒定律;（3）動量守恒定律;（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）電場強度;（3）磁感應強度;（4）電勢;（5）加速度;（6）電容等還有很多.這些條件、定理、關系、方程、定律和基本概念和定義一定要熟、透、活的完全掌握，才能達到活學活用、融會貫通，真正實現(xiàn)能力遷移的目的.

五、解方程、檢驗討論、作答

對問題的結(jié)論進行檢查、驗收，最后作答其實經(jīng)常被大家忽視，但它往往是非常重要的一個環(huán)節(jié)，稍有不慎，就會導致之前的所有付出徒勞無益，成為無用功.檢驗包括結(jié)論的正確性、準確性、實用性、完整性.通過反思、回放解題情景、規(guī)律、依據(jù)、運算等，對問題結(jié)論作重新確認.文字敘述題看單位是否正確統(tǒng)一;數(shù)字計算題看是否符合常理和實際生活;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，尤其是關鍵字眼不可疏忽;

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，沒有絕對的誰先誰后;

3.對于一個復雜的物理問題，要根據(jù)題目所描述的情景建立正確的物理模型，然后對其過程進行分析;

4.多過程問題，要注意細節(jié)，要善于找出兩個相關過程的連接點（臨界點、轉(zhuǎn)折點、最點、穩(wěn)定點等），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.對復雜的數(shù)值計算題，最后結(jié)果要先解出字母表達，再代入數(shù)值進行計算，因為只要字母結(jié)果表達式正確，就算計算結(jié)果出錯，也只會丟掉很少的分數(shù);

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

參考文獻：

[1]樊超磊.高中物理習題課有效教學之初探[J].物理通報，2018（02）：39-40+45.

[2]梁建柱.論高中物理教學中解題能力的培養(yǎng)[J].讀寫算，2018（18）：101.

[3]曾劍城.高中物理教學對學生解題能力的培養(yǎng)[J].僑園，2019（12）：161.

[責任編輯：李 璟]