高中物理動力學(xué)解題思路與方法探究

摘 要：高中物理動力學(xué)部分是高中生的學(xué)習(xí)重難點所在，也是高考物理的重要出題部分，占據(jù)了物理分數(shù)的半壁江山.動力學(xué)題目包含的內(nèi)容多、難度大，需要學(xué)生花費大量的時間和精力去學(xué)習(xí)和研究，因此在高中學(xué)校里，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)動力學(xué)內(nèi)容時都有問題.如有的學(xué)生剛從初中升學(xué)，還不具備抽象的思維模式和嚴謹?shù)挠嬎隳芰?，無法掌握復(fù)雜的物理知識體系.本文就學(xué)生在高中物理動力學(xué)學(xué)習(xí)過程中存在的問題和動力學(xué)的解題方法上進行了探究與闡述.

關(guān)鍵詞：高中物理;動力學(xué);解題思路;答題技巧;邏輯思維

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2022）22-0095-03

高中物理是很多學(xué)生高中階段的學(xué)習(xí)難點，與初中物理相比，其知識量增大、理論性增強、系統(tǒng)性增強、綜合性增強，對學(xué)生的物理學(xué)科全面能力提出了更高的要求.動力學(xué)是高中物理的重要組成部分，是力學(xué)的一個分支，也是很多其他學(xué)工程學(xué)科的基礎(chǔ)，學(xué)好動力學(xué)不僅能夠提高學(xué)生的物理成績，還能夠解決很多生活中遇到的實際問題.

1 高中學(xué)生在物理動力學(xué)學(xué)習(xí)過程中存在的問題

1.1 學(xué)生能力不足，沒有掌握復(fù)雜的知識體系

高中物理與初中物理相比，知識體系更加龐大，問題也變得更加抽象（如電磁場中的質(zhì)點），這要求學(xué)生不僅要有嚴密的邏輯思維能力，還要有一定的空間想象能力.然而有的學(xué)生還不具備解答復(fù)雜問題的能力，在遇到問題時只能看到淺顯的、題目表面所展現(xiàn)的東西，對于隱藏在題目中的信息無法發(fā)現(xiàn)，這就會導(dǎo)致在做題時條件不夠，無法進行解題步驟.

1.2 學(xué)生考慮問題單一，解題急于求成

很多學(xué)生在解題時，并非對題目不理解，而是過于急躁與馬虎，只讀了一遍題目，就覺得自己掌握了問題的核心，做題時馬馬虎虎不嚴謹，明明是自己會解的題目，卻依然得不了高分.有的學(xué)生看不到問題背后的考察點，看到題目中提到功率就只想著從功入手，而不去考慮是不是可以從能量問題入手，忽略了知識與知識之間的關(guān)聯(lián)性，考慮問題單一片面.還有的學(xué)生在解答問題時，一味的追求速度，審題不夠仔細，只對題目一知半解就以為自己能夠得到正確結(jié)果，這種情況在多選題中表現(xiàn)的尤其明顯.這些學(xué)生做選擇題時，只考慮到了其中一種可能，看到一個正確選項，就覺得正與自己計算的結(jié)果一致，也不考慮其他選項的其他可能，便果斷的選擇一個，之后就著急去做下一道題，因而可能白白失去了一半的分數(shù).

2 物理動力學(xué)的解題思路與方法探究

2.1 使用分類討論，明確解題思路

分類討論法是解答力學(xué)問題最常用的方法，學(xué)生在做題時首先要認真讀題，將題干中的隱藏條件找出來，再根據(jù)不同的可能性將所有的情況都羅列出來，這是多選題最關(guān)鍵的一步.

例如，在學(xué)習(xí)人教版高中物理動力學(xué)摩擦力相關(guān)知識時，為了使學(xué)生學(xué)會分類討論，教師可以以2019全國1卷第六題為例.舉例如圖1所示，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪.一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊N.另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).現(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動N，直至懸掛N的細繩與豎直方向成45°.已知M始終保持靜止，則在此過程中：A.水平拉力的大小可能保持不變;B.M所受細繩的拉力大小一定一直增加;C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加;D.M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加.

對M進行受力分析，M全程靜止，設(shè)斜面夾角為α，M在斜面方向上受力平衡，即mgsinα、T、摩擦力f三個力相平衡.已經(jīng)得出T持續(xù)增大，此時就有三種可能的情況需討論：1.T一直比mgsinα小，則f與T方向一致，且越來越小.2.T一直比mgsinα大，則f的方向與T相反，且越來越大.3.隨著T的增大，T從比mgsinα小變成比mgsinα大，f的方向由斜向上變?yōu)樾毕蛳拢蚁茸冃≡僮兇?由于沒有相關(guān)系數(shù)的具體大小，三種情況都有可能出現(xiàn)，因此都要考慮進去.所以C選項錯誤，D選項正確.分類討論是十分重要的解答思路，力學(xué)的題目變化多端，要學(xué)會舉一反三，靈活運用.

2.2 巧用極限法，提高解題效率

極限法是物理動力學(xué)中常用的一種答題技巧，多用來解答選擇題，一般學(xué)生利用無窮大或無窮小作為大或者小的極限，可以化繁為簡，很快的得到問題的答案，提高解題的效率.

例如，在學(xué)習(xí)人教版高中物理動力學(xué)質(zhì)量與速度相關(guān)知識時，教師就可以教學(xué)生用極限法解答類似的問題.光滑的水平面上放著兩塊長度相同的木板，質(zhì)量分別是M1和M2，在木板的左端分別放了兩個相同的物塊，從靜止開始，分別在水平力F1、F2的作用下開始向右滑動（兩個物體間的μ相等），當物塊滑到木板右端時，M1和M2的速度分別為V1、V2，則（）.

A.若F1=F2，M1>M2，則V1>V2

B.若F1=F2，M1V2

C.若F1>F2;M1=M2，則V1>V2

D.若F1

例如，在學(xué)習(xí)人教版高中物理功能關(guān)系與曲線運動時，教師可以教學(xué)生利用目標轉(zhuǎn)化法解答相關(guān)問題.abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長度為2R;bc是半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點.一質(zhì)量為m的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點處從靜止開始向右運動.重力加速度大小為g.小球從a點開始運動到其軌跡最高點，機械能的增量為多少？

要想知道小球在最高點機械能的增量為多少，就要首先明確軌跡的最高點在哪里.因此要先確定小球在C點的速度，若大于0，則表示小球會從c點飛出，小球運動軌跡的最高點在bc外，若小于0，則表示最高點為bc段的某一點.全程除了重力之外只有F做功，因此由公式E機c=1/2mV_c²+mgR=mg（2R+R），可以得到Vc>0，因此小球軌跡的最高點在以c點為起點的拋物線終點.設(shè)終點為d，從c點到d點的水平距離為x，則機械能的增量為ΔE機=mg（2R+R+x），新目標變?yōu)槲粗縳.由拋物線的特點，可以得到cd的水平距離x=1/2gt²，新目標變?yōu)槲粗縯.小球在c點有豎直向上的初速度Vc，且只受重力，加速度為g，方向向下，因此當豎直方向速度變?yōu)?時，小球即到達拋物線頂點，全程所用的時間t=Vc/g，新目標變?yōu)槲粗縑c.由第一步中的公式E機c=1/2mV_c²+mgR=mg（2R+R），可以計算出Vc，進而求出t，再求出x，最后可以求出最終目標ΔE機=5mgR.目標轉(zhuǎn)化法在解答題中的應(yīng)用更加廣泛，學(xué)生在草稿紙上逆推解題過程，再按照從已知到未知的過程整理計算過程，可以避免解題過程混亂，養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣.

2.4 巧用輔助圖形，解決動態(tài)平衡

矢量既有大小，又有方向，且運算時滿足平行四邊形法則，在動態(tài)平衡的解題過程中，如果可以有效的運用矢量圓做輔助模型就可以很好的化繁為簡，解決力的變化問題.

例如，在學(xué)習(xí)人教版高中物理動力學(xué)中共點力平衡的問題時，教師就可以教給學(xué)生以矢量圓為輔助模型，解決三力平衡的問題.舉例如圖2（a）所示，柔軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點M拴一重物，用手拉住繩的另一端N，初始時，OM豎直且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為α.現(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角α不變.則在OM由豎直被拉到水平的過程中：A.MN上的張力逐漸增大.B.MN上的張力先增大后減小.C. OM上的張力逐漸增大.D.OM上的張力先增大后減小.

類似的三力平衡題目都可以用矢量圓（如圖2（b）-（f））進行解答，學(xué)生熟悉了之后甚至不用畫圖就可直接得到結(jié)果，大大提高了答題速度.

總而言之，高中物理動力學(xué)是高中物理的重難點所在，各個單元之間的內(nèi)容相互關(guān)聯(lián)，聯(lián)系密切，題目也是變化多端.教師要善于總結(jié)，將合適的方法教給學(xué)生，使學(xué)生在解題過程中能夠更加得心應(yīng)手，提高答題效率，節(jié)省答題時間.分類討論法、極限法、目標轉(zhuǎn)化法、輔助圖形法都是動力學(xué)解題過程中常用的方法，學(xué)生要認真學(xué)習(xí)，舉一反三，學(xué)會在不同的題目中運用不同的方法，或者學(xué)會用同樣的方法解決類似的問題.學(xué)生要先將基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)牢固，在掌握了公式定義及其原理之后，才能夠更好的將答題技巧運用到解題過程中，最適合自己的方法就是最好的解題方式.

參考文獻：

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[責(zé)任編輯：李 璟]

收稿日期：2022-05-05

作者簡介：張清兄（1983.4-），女，甘肅省永靖人，本科，中學(xué)一級教師，從事高中物理教學(xué)研究.