高中物理动力学解题思路与方法探究

摘 要：高中物理动力学部分是高中生的学习重难点所在，也是高考物理的重要出题部分，占据了物理分数的半壁江山.动力学题目包含的内容多、难度大，需要学生花费大量的时间和精力去学习和研究，因此在高中学校里，很多学生在学习动力学内容时都有问题.如有的学生刚从初中升学，还不具备抽象的思维模式和严谨的计算能力，无法掌握复杂的物理知识体系.本文就学生在高中物理动力学学习过程中存在的问题和动力学的解题方法上进行了探究与阐述.

关键词：高中物理;动力学;解题思路;答题技巧;逻辑思维

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2022）22-0095-03

高中物理是很多学生高中阶段的学习难点，与初中物理相比，其知识量增大、理论性增强、系统性增强、综合性增强，对学生的物理学科全面能力提出了更高的要求.动力学是高中物理的重要组成部分，是力学的一个分支，也是很多其他学工程学科的基础，学好动力学不仅能够提高学生的物理成绩，还能够解决很多生活中遇到的实际问题.

1 高中学生在物理动力学学习过程中存在的问题

1.1 学生能力不足，没有掌握复杂的知识体系

高中物理与初中物理相比，知识体系更加庞大，问题也变得更加抽象（如电磁场中的质点），这要求学生不仅要有严密的逻辑思维能力，还要有一定的空间想象能力.然而有的学生还不具备解答复杂问题的能力，在遇到问题时只能看到浅显的、题目表面所展现的东西，对于隐藏在题目中的信息无法发现，这就会导致在做题时条件不够，无法进行解题步骤.

1.2 学生考虑问题单一，解题急于求成

很多学生在解题时，并非对题目不理解，而是过于急躁与马虎，只读了一遍题目，就觉得自己掌握了问题的核心，做题时马马虎虎不严谨，明明是自己会解的题目，却依然得不了高分.有的学生看不到问题背后的考察点，看到题目中提到功率就只想着从功入手，而不去考虑是不是可以从能量问题入手，忽略了知识与知识之间的关联性，考虑问题单一片面.还有的学生在解答问题时，一味的追求速度，审题不够仔细，只对题目一知半解就以为自己能够得到正确结果，这种情况在多选题中表现的尤其明显.这些学生做选择题时，只考虑到了其中一种可能，看到一个正确选项，就觉得正与自己计算的结果一致，也不考虑其他选项的其他可能，便果断的选择一个，之后就着急去做下一道题，因而可能白白失去了一半的分数.

2 物理动力学的解题思路与方法探究

2.1 使用分类讨论，明确解题思路

分类讨论法是解答力学问题最常用的方法，学生在做题时首先要认真读题，将题干中的隐藏条件找出来，再根据不同的可能性将所有的情况都罗列出来，这是多选题最关键的一步.

例如，在学习人教版高中物理动力学摩擦力相关知识时，为了使学生学会分类讨论，教师可以以2019全国1卷第六题为例.举例如图1所示，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮.一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N.另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止，则在此过程中：A.水平拉力的大小可能保持不变;B.M所受细绳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减小后增加.

对M进行受力分析，M全程静止，设斜面夹角为α，M在斜面方向上受力平衡，即mgsinα、T、摩擦力f三个力相平衡.已经得出T持续增大，此时就有三种可能的情况需讨论：1.T一直比mgsinα小，则f与T方向一致，且越来越小.2.T一直比mgsinα大，則f的方向与T相反，且越来越大.3.随着T的增大，T从比mgsinα小变成比mgsinα大，f的方向由斜向上变为斜向下，且先变小再变大.由于没有相关系数的具体大小，三种情况都有可能出现，因此都要考虑进去.所以C选项错误，D选项正确.分类讨论是十分重要的解答思路，力学的题目变化多端，要学会举一反三，灵活运用.

2.2 巧用极限法，提高解题效率

极限法是物理动力学中常用的一种答题技巧，多用来解答选择题，一般学生利用无穷大或无穷小作为大或者小的极限，可以化繁为简，很快的得到问题的答案，提高解题的效率.

例如，在学习人教版高中物理动力学质量与速度相关知识时，教师就可以教学生用极限法解答类似的问题.光滑的水平面上放着两块长度相同的木板，质量分别是M1和M2，在木板的左端分别放了两个相同的物块，从静止开始，分别在水平力F1、F2的作用下开始向右滑动（两个物体间的μ相等），当物块滑到木板右端时，M1和M2的速度分别为V1、V2，则（）.

A.若F1=F2，M1>M2，则V1>V2

B.若F1=F2，M1V2

C.若F1>F2;M1=M2，则V1>V2

D.若F1

例如，在学习人教版高中物理功能关系与曲线运动时，教师可以教学生利用目标转化法解答相关问题.abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R;bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点.一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动.重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为多少？

要想知道小球在最高点机械能的增量为多少，就要首先明确轨迹的最高点在哪里.因此要先确定小球在C点的速度，若大于0，则表示小球会从c点飞出，小球运动轨迹的最高点在bc外，若小于0，则表示最高点为bc段的某一点.全程除了重力之外只有F做功，因此由公式E机c=1/2mV_c²+mgR=mg（2R+R），可以得到Vc>0，因此小球轨迹的最高点在以c点为起点的抛物线终点.设终点为d，从c点到d点的水平距离为x，则机械能的增量为ΔE机=mg（2R+R+x），新目标变为未知量x.由抛物线的特点，可以得到cd的水平距离x=1/2gt²，新目标变为未知量t.小球在c点有竖直向上的初速度Vc，且只受重力，加速度为g，方向向下，因此当竖直方向速度变为0时，小球即到达抛物线顶点，全程所用的时间t=Vc/g，新目标变为未知量Vc.由第一步中的公式E机c=1/2mV_c²+mgR=mg（2R+R），可以计算出Vc，进而求出t，再求出x，最后可以求出最终目标ΔE机=5mgR.目标转化法在解答题中的应用更加广泛，学生在草稿纸上逆推解题过程，再按照从已知到未知的过程整理计算过程，可以避免解题过程混乱，养成良好的解题习惯.

2.4 巧用辅助图形，解决动态平衡

矢量既有大小，又有方向，且运算时满足平行四边形法则，在动态平衡的解题过程中，如果可以有效的运用矢量圆做辅助模型就可以很好的化繁为简，解决力的变化问题.

例如，在学习人教版高中物理动力学中共点力平衡的问题时，教师就可以教给学生以矢量圆为辅助模型，解决三力平衡的问题.举例如图2（a）所示，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N，初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α.现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变.则在OM由竖直被拉到水平的过程中：A.MN上的张力逐渐增大.B.MN上的张力先增大后減小.C. OM上的张力逐渐增大.D.OM上的张力先增大后减小.

类似的三力平衡题目都可以用矢量圆（如图2（b）-（f））进行解答，学生熟悉了之后甚至不用画图就可直接得到结果，大大提高了答题速度.

总而言之，高中物理动力学是高中物理的重难点所在，各个单元之间的内容相互关联，联系密切，题目也是变化多端.教师要善于总结，将合适的方法教给学生，使学生在解题过程中能够更加得心应手，提高答题效率，节省答题时间.分类讨论法、极限法、目标转化法、辅助图形法都是动力学解题过程中常用的方法，学生要认真学习，举一反三，学会在不同的题目中运用不同的方法，或者学会用同样的方法解决类似的问题.学生要先将基础知识学习牢固，在掌握了公式定义及其原理之后，才能够更好的将答题技巧运用到解题过程中，最适合自己的方法就是最好的解题方式.

参考文献：

[1]朱大千.高中物理动力学的解题思路探究[J].山东工业技术，2017（13）：1.

[2] 张家聪.高中物理动力学解题思路与方法探究[J].科技风，2016（24）：1.

[3] 徐骏昊.浅析高中物理动力学解题思路[J].赤子，2018（27）：122.

[责任编辑：李 璟]

收稿日期：2022-05-05

作者简介：张清兄（1983.4-），女，甘肃省永靖人，本科，中学一级教师，从事高中物理教学研究.