物理高考综合能力考查的基本理解基本动力学的重要性

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  摘 要:大家普遍认为,高中物理是高考中难考高分的一个科目。个人认为主要是物理高考中对学生的自学能力,知识迁移能力,和综合应用的能力要求较高,本文就从动力学的综合应用进行阐述,使学生明白基础题抓牢也能拿高分。
  关键词:高中物理,综合能力,动力关系
  正文:通过与学生交流,我们不难发现,学生对于物理大概会有这样的感慨,听着都很简单,但是自己解题的时候思维又很难抓住,这到底是为什么呢?本人觉得其中的一个主要原因是学生对于基础题型不扎实,对基础题没有明确的判断与解题思维。其实我们老师通过大量的习题都能发现,综合题考察的就是基础题的内容,但是对学生就需要大量的练习,也就是题海战术才能有所体会,这样必然耗时耗力,学生学物理会觉得更痛苦。所以我觉得可以再讲综合题型之前对学生基础题型做个回忆,然后提示下大概都有哪些综合。比如动力学是我们物理考试中最常用到的基础综合,可以在天体运动中综合,可以与电场题型综合,可以与磁场题型综合,甚至可以和电路问题进行综合,或者更多的题型综合,但由于篇幅有限,本文主要将动力学的综合题型做个简单的分析。
  人与人之间需要通过感情来交流,而物体之间需要通过力和能来联系,所以我认为动力学部分是高中物理的重中之重,那么如何记忆应用这些动力学基本关系呢,我们近年来用数学方法解决物理问题的方法越来越多,也越来越方便,但是由于数学解题过程的严谨极多样化,而学生数学基础的不同,又使部分的学生对物理由感兴趣变得“想说爱你真的好难”,所以我认为可以加强学生对题型的物理理解,这里专门对于运动的关系做了阐述,当然由于篇幅限制,对于力和运动的专门理解在这里就不做详细的分析理解了。
  现在将我对动力学题型的关系简单的做如下小结:
  一、基本原理,力与运动的原理
  1直线或曲线运动的条件:
  ⑴、物体有初速度且不受力、或物体所受合力与运动方向共线做直线运动。
  ⑵、物体所受合力与物体速度方向不共线做曲线运动。
  2加速或减速运动的条件:
  ⑴、物体所受合力方向与速度方向成锐角做加速运动。
  ⑵、物体所受合力方向与速度方向成钝角做减速运动。
  ⑶、物体所受合力方向与速度方向垂直,速度既不增大又不减小,仅仅改变方向。
  3匀变速或非匀变速运动的条件:
  ⑴、物体所受合力为恒力做匀变速运动。
  ⑵、物体所受合力不是恒力时做非匀变速运动。
  二、动力学题型分类,及解题思路
  前 提:牢记力与运动对应关系。(当然可以用能量或动量的方法来解题)
  判 断:判断为那种运动,或者根据受力分析为那种运动。
  对应处理:根据各种运动采用相应受力特点解题。或反之(牛顿第二定律就是桥梁)。
  ⒈知道运动特点,受力分析、并列出力学等式.
  ⒉知道受力特点、根据能根据条件选择合适的运动学公式.
  (注:力与运动对应关系如见附表。)
  三、例题解析(由于动力学题型较多,仅以直线运动为例)
  例题一:如图所示,一个重为G的木箱放在水平面上,木箱与水平面间的动摩擦因数为 ,現用一个与水平方向成θ角的推力推动木箱沿水平方向匀速前进,求推力的水平分力的大小是多少?
  分析:由于物体做匀速直线运动,所以满足匀速直线运动的受力特点,即物体所受合力应为零。
  解:画物体受力图如右下
  对运动方向:f=Fcosθ ⑴
  对垂直运动方向:N=mg+Fsinθ ⑵
  又由滑动摩擦力关系:f=μN ⑶
  由⑴⑵⑶式得 f=μmg cosθ/(cosθ-μsinθ)
  注:本题为最基本的动力学问题,但是通过这道例题,我们不难发现动力学解题的方法就是,在清楚运动与力的对应关系下,明确是什么运动然后根据受力特点列式解题,或者根据受力特点分析运动特点,然后选择相应的运动学公式(对于复杂运动可先分析分运动,再用运动的合成方法求解)。
  例题二:如图所示,质量为m的物体放在水平桌面上,物体与桌面的滑动摩擦因数为μ,对物体施加一个与水平方向成θ角的斜向右上方的拉力F。
  (1)求物体在水平面上运动时力F的取值范围。
  (2)力F一定,θ角取什么值时,物体在水平面上运动的加速度最大?
  (3)求物体在水平面上运动所获得的最大加速度的数值。
  分析:此题是范围讨论题,根据生活经验可知物体受力较小时,物体与地面有弹力和摩擦力的存在。但当力较大时物体会被提起,此时物体与地面就不会存在弹力与摩擦力。但是无论是否与地面有力的作用,本体都是直线题型,根据直线运动受力特点(垂直运动方向受合力为零)都可以进行解答。
  解:情况一,当力较小时
  F水平方向的分力小于最大静摩擦力时,物体不动;m受力分析如图所示,应为静止此时有:
  对运动方向:Fcosθ=f ⑴
  垂直运动方向: N=mg-Fsinθ ⑵
  又有 f = μN= μ (mg-Fsinθ) ⑶
  由⑴⑵⑶式得 F =μ (mg-Fsinθ)/cosθ
  情况二,当力较大时
  F大于某一值时,物体离开地面做直线运动时,地面对物体的支持力为0。对此时的m受力分析如图所示,由于直线运动所以有:
  垂直运动方向: Fsinθ=mg
  变形得到: F=mg/sinθ
  结合情况一与情况二有
  μ (mg-Fsinθ)/cosθ   通过列题我们不难发现,对于动力学问题,前提是要明白题目意思,然后能准确判断物体做上面那种运动,然后采用相应的方法。在难点的题目要么是只有某个方向物体做特殊运动,或者是某一段过程物体做的运动,或者就是对运动进行分解或合成。这就要十分明白物体受力与物体运动的特点,并对于基础运动相当熟悉。
  当然,由于缺乏经验以及篇幅要求,本文只对动力学基本问题做如上分析,电磁与动力学综合等许多问题不可能一一举例,但思考时仅需多考虑电场力和磁场力,但基本思维还是动力学思维,当然也有可能考到一些电磁的特有考点,这就需要学生对电磁基本题型有清晰的思路。本文重点写动力学基本题型原因是,动力学题型一直是高考中综合考察的重点,相信新考试方案确定后也应该不会做太大改变。本文不当之处在所难免。但是通过实践和研究的不断总结、以及经过和同事学习交流,我相信本人会逐步提高,请各位同事批评指正。
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