“草根物理思想”放之“题海”也皆准

(江苏省如东县马塘中学，江苏 如东 226401)

从一线课堂教学中发现、总结出来的物理思想方法，虽带“草根味”，也不免“原生态”，对于培养和提升学生分析解决物理问题的能力很实用、有实效.也许不登大雅，但同样放之“题海”也皆准.

1 方向十分重要

矢量的方向性很重要，而“选择在适当方向上考虑问题”，这种思想方法也十分重要.方向对头了，问题好解决；没有方向感，处处会碰壁.

例1(2014年四川卷)：有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河.小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直.去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为( ).

图1

例2(2014年新课标全国卷)：如图1所示，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态．现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)．与稳定在竖直位置时相比，小球的高度( ).

A．一定升高

B．一定降低

C．保持不变

D．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定

2 渐变引起突变

物理变化过程中，渐变是突变的基础，突变是渐变的结果，也是前后两段渐变的分水岭.分析物理过程，既认清各个阶段的渐变，又揭示出渐变引起的突变，达到纲举目张，这是处理物理问题的重要思想方法.

图2

A．当F<2μmg时，A、B都相对地面静止

C．当F>3μmg时，A相对B滑动

3 细节决定根本

处理物理问题，敏锐地抓准细节，往往能一针见血、一气呵成.抓准了细节就抓住了根本，运用好这种思想方法就能够举重若轻；相反，不会抓细节，不对症下药，会导致简单的问题复杂化.

例4(2014年重庆卷)：以不同的初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体的速率成正比，下列分别用虚线和实线描述两物体运动的v-t图像可能正确的是( ).

解析：两个上抛运动到达最高点时，都有v=0，a=g，v-t图像的斜率(关键细节)一定相同，只有选项D正确.

图3

例5(2014年安徽卷)：如图3所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O点的水平线．已知一小球从M点出发，初速率为v0，沿管道MPN运动，到N点的速率为v1，所需时间为t1；若该小球仍由M点以初速率v0出发，而沿管道MQN运动，到N点的速率为v2，所需时间为t2，则( ).

A．v1=v2，t1>t2B．v1t2

C．v1=v2，t1

4 依靠“桥梁”比较

一些物理问题中进行的“比较”往往是很困难的，唯有找到了某种“桥梁”，才能实现由此及彼的“比较”.因此，巧妙铺设“桥梁”，有时就是构建一个“中间状态”，也能使“比较”畅通无阻，这样的思想方法很常用.

图4

例6(2014年福建卷)：如图4所示，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动．质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端．现用外力作用在两物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块( ).

A．最大速度相同

B．最大加速度相同

C．上升的最大高度不同

D．重力势能的变化量不同

5 擒贼须先擒王

所谓“擒贼先擒王”，强调抓住“主要矛盾”去解决问题的思想方法.比如，有一定难度的图像问题，若能揭示出其中的“斜率”、“截距”或者“面积”的物理意义，就算是擒“贼”先擒到了“王”.

图5

例7(2014年安徽卷)：一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动.取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能EP与位移x的关系如图5所示.下列图像中合理的是( ).

6 站得高看得远

诚然，站得高方能看得远.分析解决物理问题时怎样才能“站得高”呢？比如，巧取研究对象和研究过程，或者巧取参考系，或者选择更为深刻的解题视角，或者巧妙运用“图”和“式”综合推理，能够化繁为简、化难为易，这就是一种“登高”而“望远”的思想方法.

例8(2014年江苏卷)：如图6所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0，小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ.乙的宽度足够大，重力加速度为g.

图6

(1)若乙的速度为v0，求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s；

(2)若乙的速度为2v0，求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v；

(3)保持乙的速度2v0不变，当工件在乙上刚停止滑动时，下一只工件恰好传到乙上，如此反复.若每个工件的质量均为m，除工件与传送带之间摩擦外，其他能量损耗均不计，求驱动乙的电动机的平均输出功率.

解析：这道压轴题公布的“参考解答”，对学生而言似乎有些繁复难懂.笔者认为，三问中都应该选择“作匀速运动的乙”为参考系，明确工件的相对初速度的大小和方向，根据“滑动摩擦力一定与相对速度方向相反”，工件所受合外力F合=f=μmg，其方向与相对初速度的方向相反，所以工件相对乙作匀减速直线运动直至相对静止.

(2)中工件在乙上刚刚停止相对滑动(包括侧向、纵向的滑动)时，所求速度大小就是v=2v0.