刍议高中物理力学解题方法的研究探讨

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  摘 要:在高中物理学习中,力学部分占据很大的比例,学好力学能有效地提高下学生的物理成绩。本文对物理力学的解题方法进行了深入的分析,提出了几个解题的技巧,希望对于学生的物理学习有所帮助。
  关键词:高中物理;力学;解题方法
  物理是一门抽象的学科,很多学生尽管付出了巨大的努力,但还是很难真正学好物理,尤其是物理力学部分,碰到问题更是无从下手。老师在力学的教学中也花费了大量的时间精力,但是由于学生没有正确的学习方法技巧,教学效果十分不理想,极大的打击了学生的自信息,极易使学生丧失对物理的学习兴趣。
  一、物理力学解题步骤
  (一)审题理清解题思路
  任何题目在做之前,首先要仔细审题,明白题目考的哪方面的知识内容,题目中给出了什么样的条件,需要利用到哪些知识,然后根据问题对整个题目进行分析,将学过的知识理论巧妙的联系在一起,然后找出解题的方法。在审题之后,需要将题目中的信息转化成相应的物理情境,将抽象的题目条件用生动的物理情境表达出来,并转化成物理知识进行解答。
  (二)选择合适的研究对象
  根据题目中的具体内容,选择合适的研究对象或者物体系,通常一个问题仅仅研究的同一个对象,但不排除在解题过程中选择另外研究对象的可能性。
  (三)建立合适的物理模型
  物理模型的建立可以帮助理清题目的层次,通常有两种形式,第一种是对象模型,可以将研究的物体看成是一个质点,忽略其本身的各种信息,第二种就是运动模型,可以根据具体的运动方式对运动过程进行分类,比如说匀速圆周运动、平抛运动。
  (四)选择使用的概念、定理
  根据建立的物理模型,选择合适的概念、定理去确定一个解题的方案,一种问题也许有多种解题方案,可以在各种方案之间进行比较,选择一个最好的方案。
  (五)检查结果
  对于得出的结论进行分析验证,检查其合理性,假如出现问题,可以重新审题,按照解题步骤去发现解题过程中存在的问题,采取正确的措施去解决。
  二、解题方法
  (一)准确使用物理语言
  物理力学解题常常需要画出相应力学关系图形进行解题,正确的受力图分析在解题中有着重要的作用。老师在日常的教学活动中,要时刻注意自己解题的思路过程,重点讲解如何将力学知识正确的用图形表示出来,同时对于各个参数的表示方式一定要进行规范,比如重力G,力F,力矩M等。在平时阅卷、批改作业时,对学生物理语言的不规范使用一定要明确指出,让学生及时改正,养成良好的物理学习习惯。在给学生将摩擦力f时,摩擦力相对来说比较抽象,学生很难去理解,老师可以结合日常的生活情境去进行课程的设计,比如找一块粗糙的板、一块光滑的板,让学生分别在上面走一次,当走路用的力气一样时,在光滑的地面上走的快,在粗糙的地面上走的慢,让学生去思考其中的原因,再引入摩擦力的概念。然后举一些生活中常见的例子,比如说自行车橡胶带、传送带等,让学生对摩擦力有清晰的了解。
  (二)正确理解物理概念
  物理力学不仅仅由牛顿三大定律,还有万有引力定律、能量守恒定律、动量守恒定律,通常力学的解题不要将这些力学概念巧妙的联系到一起,才能得出正确的答案。假如学生没有清楚的区分清各个概念,那么在解题时候不仅不能顺利的解题,还有可能因为物理关系的错误使用导致得出错误答案。比如给出一个例题,利用轻质杆将一个质量为M半径为R的大圆环固定在垂直平面内,圆环上套一个质量为m且可视为质点的小环,小环从圆环的顶端自由向下滑动,求当小环滑到最底端时小环的速度v以及圆环对轻质杆的拉力。解决这道题不仅仅要使用力的平衡知识,还需要利用牛顿第二定律以及机械能守恒定律。小环从圆环顶端下降到底部的重力势能减少量等于小环从初速度为0增加到v动能的增加量。根据动能守恒定律1/2mv2=mgh,算出小环的速度,最后再算出拉力。学生碰到这类型的题往往很难将各种条件与物理定律联系到一起,不知道采取哪种定律可以有效地解答问题,老师需要在平时的教学中给学生渗透各种力学问题的解题思路,可以先根据给出的条件联想与这个条件有关的公式,再分析题目选出合适的关系式,或者先表示出答案的关系式,再一步步反推未知量,最后解出答案。
  (三)增强力学关系之间的联系性
  学生在进行解题时,一定要发散自己的思维,不要拘泥于利用公式直接去解题,题目往往考察的是学生对各个公式之间的联系能力,所以不会直接由一两个公式就能找出问题的答案,在审清题之后,先整体进行力学分析,再把题中各个物体独立出来去分析,比如最常见的摩擦力问题,光滑的平面上放一个三角形物体,物体的斜面上放有一個小的正方体,对正方体向下滑动时候的受力进行分析,不仅要先把正方体和物体当成一个整体分析其受力,还要单独针对正方体和物体进行受力分析,才能有效的解决问题。另一种关于物体运动状态的力学分析,物体的运动状态既有匀速运动,也有匀加速、匀减速运动,还有变加速运动,由于物体的受力不同,运动方式也不同,可以先利用运动学定理算出物体的加速度a,再根据加速度与力的关系F=ma,从而算出受力,有效解决各类问题。老师在平时的教学中,首先要培养学生的抽象思维,让学生可以将题目的条件运用简单的受力关系图表示出来,还要培养学生物理关系之间的关联能力,遇到问题可以综合利用各种物理关系解决问题,最后老师可以找一些类型相似的题目让学生进行联系学会针对各类问题利用相应的解题方式去解决。
  (四)掌握物理模型构建技巧
  在物理解题过程中建立正确的物理模式可以把题目变得简单易懂,物理力学题目多种多样,建立起合适的物理模型,对问题的解决起着事半功倍的作用。在建立物理模型时,可以从这几个方面去做,首先就是分析物体的运动状态,然后对物体进行整体以及部分的受力分析,建立合适的物理模型。老师在平时的讲解中,不要仅仅为学生讲述解题步骤以及答案,将讲题的重点放在思维的培养上,教会学生分析问题,建立合适物理模型的方法。比如一些求弹簧弹力,弹簧能量损失等问题时,建立起弹簧振子模型去解决。
  (五)学会举一反三
  力学解题非常注重学生逻辑思维的培养,高中物理题型综合性都非常高,往往一个简单的题目需要运用多种力学知识来进行解答,以认真、严谨的态度去分析问题,将问题简化解决,可以通过课本上的练习题进行有效的训练,让学生在练习当中建立起知识之间相互联系的意识,培养学生举一反三的能力,更深层次的理解所学内容。
  三、结束语
  物理力学是考试的重点内容,老师需要在平时的教学中及时对力学问题进行总结归纳,正确规范学生对于物理语言、物理概念的使用,教会学生正确的去分析问题、建立合适物理模型解决问题的能力,从而提高学生的物理学习效率,增强学生物理学习的自信心。
  参考文献
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  (作者单位:山东省沂水县一中)
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