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高中物理力学解题技巧刍议

2017-07-12于民光

科学中国人 2017年23期
关键词:力学受力物体

于民光

山东省郯城县第二中学

高中物理力学解题技巧刍议

于民光

山东省郯城县第二中学

力学历来是高考物理学科命题的重点,同时也是学生高中学习的难点之一。力学题型涉及面广,考查的内容又多,教学中我们经常会听到学生抱怨:看见力学试题不知从何下手,不知道怎么对物体进行受力分析,理解不了题意等等。要想提高高考得分率,在考试中能够快捷、准确地进行解题,就需要学生多方面综合能力的提高,尤其是力学解题思路要清晰。作者结合自己多年的高中物理教学经验,对高中物理力学的解题思路从以下诸多方面进行分析。

一、准确界定物理概念

高中物理力学的学习中,很大部分是对概念的学习,而对力学中核心概念的学习理解则更是重中之重。一般中学生对于物理力学中的核心概念理解较浅,尚不能完整构建出正确的相关概念,对牛顿力学及涉及的动力学问题理解模糊,无法应用。我们所学的物理现象中,力学的研究对象就是运动的客观规律及其运用。因此力学中有许多概念,这些概念引发构成了许多运动规律。对于物理的学习,单纯靠死记硬背是不可能学会学透的,必须理解透彻地理解深入地分析这些概念和规律的内涵和外延,然后应用于分析物理现象,探究这些物理现象背后深层次的联系,把握其发生发展的规律。而且要与相类似的概念相区别,与相近的规律和定理相辨明,特别是这些公式定理规律的前提条件成立的条件,适用范围,有的还要熟悉推理过程衍生的公式和定理。这样学生才能更清楚地认识和区别,更深入地学习,不至混淆和滥用。例如:速度与加速度二者仅一字之差,都是力学中的重要物理量,一些认知策略较差的学生把速度与加速度归结在一个“光环”上,认为速度为零,加速度必为零。在这里描述物体运动快慢与运动状态变化快慢是速度与加速度的界定。速度和速率、功和功率、动能和动量、重量和质量等也是一字之差,它们的物理意义却不相同。功和能的单位相同,前者是过程量,后者是状态量,它们都有严格的界定。

二、剖析研究对象,建立物理模型

所有的力学解题开始应对研究对象进行受力分析和物理状态的分析,首先根据题目的环境和要解决的问题明确研究对象,题上给出的是一个物体还是两个或多个相关联的物体,题目大凡都以解决物体的时间、形态、状态为目的。将研究对象从周围众多物体中独立出来。确定物体的初、末状态,根据题意推出物体处于什么状态?做什么运动?在力学范畴内物体的运动状态有平衡状态(静止、匀速直线运动)和非平衡状态(变速运动),物体处于何种状态由所受的合力决定,物体的受力与运动状态密不可分。这样就形成了一定条件下的清晰的物理图景。再画出物体的受力示意图(通常按重力、弹力、摩擦力、其它力的顺序)和物体运动过程的草图。物体在某一时刻或某一位置的运动状态,也用符号标出。在力学学习中,一切解题的基础是做好物体的受力分析,对各类运动,各类受力情况,只有做好这项工作,才能对题目进行下一步分析。而且不仅仅是力学这样,电学磁学都要求这一点。学生要清楚这个基础工作,学习是环环相扣的,打好这个基础,以后学习就方便多了。而这些基础中,基础的基础是牛顿力学三大定律。是力学的核心,在很多题目中都可以运用它们进行分析。

三、运用规律、合理选取求解力学问题的“金钥匙”

高中力学规律主要有:牛顿运动三定律、万有引力定律、机械能守恒定律、动能定理、动量定理、动量守恒定律等。有些高中学生对这些公式定理和规律掌握得不是很清楚,特别是对有些公式定理和公理的成立条件,限制范围、对一些概念的定义、内涵外延没弄明白,所以一遇题目就会混淆和模糊,这就需要教师对这些学生的学习加以关注,多加督促和讲解你,让他们弄清楚,搞明白。

解决动力学问题,一般有三种途径:(1)牛顿第二定律和运动学公式(力的观点);(2)动量定理和动量守恒定律(动量观点);(3)动能定理、机械能守恒定律、功能关系、能的转化和守恒定律(能量观点)。这三种观点俗称求解力学问题的三把“金钥匙”。具体操作建议是:(1)研究某一物体所受力的瞬时作用与物体运动状态的关系(或涉及加速度)时,一般用力的观点解决问题;(2)研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,一般优先选用动量定理,涉及功和位移时优先考虑动能定理;(3)若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用时,优先考虑两大守恒定律,特别是出现相对路程的则优先考虑能量守恒定律。一般来说,用动量观点、能量观点比用力的观点解题简便。

四、做好学生心理辅导,减少非智力因素的影响

现在中学生每个同学都种心理需求,渴望或得老师和同学们的认可,渴望自己学习和生活的成功,实现自我奋斗目标。但是他们的情愫也很不稳定,某一件事情成功了,他们会兴奋,情绪激动,大游天下英雄舍我其谁的气概,而一旦经过努力没能成功,他们会情绪低落,垂头丧气,会一蹶不振,把前途和命运看得一片黑暗,有时甚至可能自暴自弃,丧失信心破罐破摔。这时候,我们的教师要会给学生做心理医生,会调节学生的情绪,把他们的不良情绪引导消除,把积极的情绪进行疏导,使之持久。也就是消除不良因素对学习的干扰和破坏。在教学中,要学会因材施教,对不同学生要区别对待,对学习好的同学要适当给于有思维力度的题目,避免他们骄傲放纵轻敌,认为已经学会了,不需要认真学习了,产生麻痹思想,对于学困生,要是当地给一些交易的题目,让他们经过努力思考就能解答出来,是他们增强自信,感受成功的体验和喜悦,是他么产生继续奋斗的勇气和信心,以利于他们继续学习达到成功。我们物理教师再实际教学和备课中,要有这种功夫,要花费时间和精力做好这个功夫。教师的这种功夫应该体现在设计有梯度的习题上,精心设计题目,分层研究,分层施教,达到共同提高和进步。

综上所述,在学生初步掌握了正确的力学解题策略后,不要以为万事大吉,而是让学生热联系冷思考,给于相似和相近的题目让他们多多练习,以求能驾轻就熟,触类旁通之功效。这就是说,勤于练习多加思考,熟悉题目类型,熟练题目解法,在遇到同类题目时,能在较短时间内作出快速反应。不要在深思熟虑浪费考场上的宝贵时间。这就是要求学生熟练题型,掌握解题技巧。高考当平时,平时当高考,这就是最好的体现。

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