基于受力分析破解高中物理解题难点之策略探究
2021-08-23谭红
谭红
摘 要:受力分析是高中物理学科重要的内容,学生们只要学会此节的内容,则有助于他们突破物理教材中的解题难点,因此,教师在高中物理教学中,需要不断创新自身教学的方法,以此帮助高中学生进行物理受力分析,为其以后解题奠定基础。文章研究受力分析的内容,为突破高中物理的解题难点提出相应的探究策略,有助于实现高中物理教学的目标。
关键词:受力分析;高中物理;解题难点
一、 引言
受力分析就是提升学生们高中物理解题能力的基础,物体受力状况的不同,能够使得其在运动当中发生不同的状态,这就会意味着在探究物体状态时,需要聚焦受力分析,以及不断地增强其准确性。对高中物理教师来说,应当充分了解高中物理课程标准的内涵,需要引入隔离法以及整体法,以此来探究物体的受力分析,使得学生能够理解物体受力的情况过程中,明确了解思考的切入点,这样一来,才能够掌握更加有效的高中物理解题的思路。
二、 解题难点形成的原因
力的作用是相互的,在对物体进行受力分析时,学生应当按照相互作用中每一个力所产生的方向以及条件,用笔画出力的方向。但这种受力分析方式不够明显,并且不能够给予学生直观的感受,而学生们缺少一定的抽象思维能力,因此,这也是他们学习物理知识的难点。
并不是全部的力都不好判断,有些力能够被简单地画出来,譬如,重力、电场力等,但是,有一些力的判断方法比较难,譬如,摩擦力、弹力等,在接触点上能发生这些力,但在接触点中力的方向对学生来说均比较难掌握。
高中物理教师教学模式对高中生学习物理知识来说就是非常关键的,而部分物理教师的教学方法与学生特点不相符,对其要求比较高,总想学生们一次性学会物理知识,还为其讲解比较难的受力情况。这可能会使学生产生畏难情绪,从而失掉学习物理知识的兴趣。
在对物体展开受力分析活动时,除了应当掌握每种受力的条件以及其方向之外,还应当和物体运动的情况相联系,然而,这就需要学生们具有较强的综合能力。如果他们对已经学习过的物理知识掌握得不牢固,分析能力就不会很强,由此一来,学生们物理解题的能力会受到一定的影响。
三、 整体法和隔离法的概述
隔离法和整体法是两种常见的物理分析方法,两种方法在同一物体受力分析中共同使用,能够大大减小难度。首先,在整体方法的思路下,可以从局部的受力着手,在进行整体分析,此种物理解题方法,作为整体原理,在高中物理知识中进行使用。用此种方法来分析高中的物理题,能更清晰地了解物体的受力状况,并且可以从整体的角度上,来揭示事物的变化规律。从宏观方面来说,减少比较繁杂的推导过程,简单有效地效解决高中物理的力学知识。在解题时,整体法往往会被用到整体对象,以及受力分析过程中,在忽略掉内部相互作用力的基础上,能够有效解析物理的整体对地的受力。隔离法是从整体中把物体抽离出来,通过设置研究对象,单独研究物体对其产生的作用力,省去施力物体对除自身之外的研究对象的施力因素进行分析。此方法可以准确找出单个物体的受力条件,并且可以清晰以及简单地完成物体受力的条件分析。此两种方法都是常见的物理受力分析方法,在解題过程中,还可以对其进行交叉运用,根据物理问题的实际条件,交叉运用,能够更加有效地提高受力分析解题的效果。
四、 高中物理受力分析解题方法
(一)基于一般的受力分析法与运用
此方法在实际教学过程中,主要会遵守几个步骤:其一,需要明确受力分析的研究对象,并且将其从受力体系中进行隔离,通常选择受力的数目较少、运动比较清晰的物体,再对受力比较复杂的运动物体展开分析活动。其次,在进行受力分析时,往往会按照重力、弹力、摩擦力的这三者顺序,摩擦力和弹力属于接触力范畴,因此,在解决此类问题过程当中,需要找出来受力分析的研究对象,其能够拥有多少个接触面,因为接触面可能具有弹力或者摩擦力。再次分析的重难点,就是准确地判定出物体的受力个数,在实际分析过程当中,需要从施力以及受力物体方面展开分析活动,即应当对每一个施力的物体进行判断。最后,在受力分析过程当中,不能够盲目地进行各种操作,务必有效地结合物体的加速、静止等不同的状态,对其展开受力分析活动,以及绘制物体受力情况。
【例1】 如图1,某个建筑工人运用定滑轮设施,将材料运送到实际的施工现场,如果站在地面的一个建筑工人,他的重量为70kg,通过定滑轮这一设备,将20kg的建材,以0.5m/s2的加速度展开拉升工作,求该名建筑工人对地面的压力。(绳子以及定滑轮自身的重力忽略不计,g=10.0m/s2)
解析:针对上述的物理受力分析的题目,其在求解时,先对其展开受力分析活动。在受力分析过程当中,需要对研究对象进行明确。对此题而言,建筑工人、材料作为研究对象,其中的材料的接触点只有一个,受力也比较少,如上图2所示。但对于建筑的材料来说,它所处的状态就是匀加速的上升,此时需要按照牛顿第二定律,能够知道:F1-mg=ma,进而求出绳子对材料施加的拉力F1为210N。以工人为研究对象,对他进行受力分析,如上图3所示。可以知道,mg=F2+FN,又因为绳子对材料施加的拉力F1与FN在同一根绳上,因此,它们大小均相等,进而FN为490N。由此一来,通过由易至难,选择出研究对象,进一步可以达到简化问题的效果,提升物理解题准确的目的。
(二)基于隔离和整体分析法及运用
很多物理题目条件的设置均拥有一定的技巧性,学生们在解题过程当中,抓住其中解题的关键,通常可以达到事半功倍的效果。对力学题进行求解的过程当中,倘若涉及系统的外力,往往适宜运用整体法进行受力分析,但倘若涉及系统的内力,此时往往适宜运用隔离法进行受力分析,必要时需要综合使用到这两种受力分析法,根据“先整体后隔离”等方式,以此求解出某些复杂力学题,具体需要结合物理问题的题型进行合理选择,核心在于迅速求解物理的问题。