淺析高中物理力學的簡捷解題方法

秦梓峻

摘要：物理是高中階段重要的學習科目，力學則是高中物理學習的重要基礎，力學知識及其體現出的一些概念和思想，不僅在解決力學問題時有著重要的應用，在電磁學、熱學等問題中也有一定應用。加強物理力學的學習，對于鞏固我們的物理知識基礎掌握，提高我們的物理問題分析能力和思維能力，有著重要的積極作用。但由于力學問題涉及的公式、概念眾多，知識點較為抽象，在實際學習過程中，客觀存在著一定的理解和學習難度。筆者即從自身的學習經驗入手，結合自身的一點學習思考，就幾種使用的解題方法和技巧，發表幾點看法，以供廣大同學借鑒和參考。

關鍵詞：高中；物理；力學；解題方法；研究

物理是一門研究物質世界中最普遍的相互作用、最基本的物質結構，以及最一般的運動規律的學科，其在高中階段的學習中占據重要的地位。力學知識是高中物理重要的基礎知識點，其在力學以及電磁學、熱學等問題中，有著重要的應用，加強力學知識學習，可有效鞏固我們的物理基礎知識掌握，提高我們的問題分析能力和物理應用能力。但在高中物理力學學習過程中，尤其是應用力學知識解決實際問題的階段，受力學知識抽象性、復雜性影響，如不能很好地掌握一定的基礎和技巧，很難保障解題的效率和準確度，較容易打擊我們的學習信心和積極性。筆者在物理力學學習過程中，也曾和許多同學一樣遭遇挫折，但在掌握一定的解題技巧后，解題效率和準確性有了明顯的提升，學習興趣和信心也愈發濃郁。本文即圍繞筆者的一些學習體會，就幾種實用的物理解題方法技巧，進行了分析和探討，具體內容如下：

一、應用全過程法解決復雜運動問題

運動問題是力學學習過程中，較為常見的習題類型，其問題表現較為豐富多樣，就均變速直線運動來說，時?？梢杂龅郊铀俣却笮?、方向恒定，但運動表現出往復性特性的問題，如先勻減速至速度為0的狀態，再反方向勻加速做直線運動的情況。針對此類問題，我們通常習慣根據問題描述，將整個運動分為兩個部分進行分析，即“勻減速運動”和“勻加速運動”兩個部分，隨著這樣的處理看似合理，并且也可以得到相應的計算結果，但在實際計算操作過程中我們不難發現，兩段法的分析過程更加復雜，方程個數眾多，計算量大且復雜容易出錯。如此時選用全過程法分析和解決問題，就可以有效簡化解題過程，提高解題效率和準確度。

例一，在地面上15.0m處，以10m/s的初速度豎直向上拋出一個小球，在不考慮空氣阻力的情況下，求小球的實際落地時間以及小球落地速度。（g=10m/s2）

例一就是一道典型的復雜運動問題，小球整個的運動軌跡可以分為兩個部分。第一階段，小球在初速度V0的作用下，豎直向上做均減速運動，直至速度為0的狀態；第二階段，小球從速度為0的狀態，在重力的作用下，以10m/s2的加速度做均加速運動，直至小球抵達地面。如分別針對這兩段運動軌跡，建立力學關系計算小球的上升距離和落地時間，需要復雜的計算。而使用全過程法就可以較為快捷地完成分析和計算，具體操作如下：

解：將豎直向上方向作為正方向，則小球加速度a=-g，結合勻變速運動公式可得，

全過程法的應用前提是物體在勻變速直線運動過程中，加速度大小、方向始終保持恒定，且運動軌跡具有往復性特征。此時在規定正方向之后，就可以聯系相關運動公式，構建相關已知條件的運動學關系式，求的問題的最終結果。

二、應用整體法和隔離法解決力學問題

受力分析是解決力學問題的基礎環節，只有系統、明確的力學分析，才能獲得準確的解題條件和思路，從而根據一定的方向完成物理力學問題的解答。但在解決實際力學問題的時候，我們經常會遇到兩個之間存在相互作用，或系統內存在兩個以上物體的相對復雜的情況，影響我們的合理分析和判斷。針對此類問題，就需要我們合理使用整體法和隔離法，簡化系統的受力分析主體，突出問題主要矛盾，從而簡化問題解題難度，提高問題解題效率和準確度。

隔離法具體是指根據系統內各個物體所處的實際狀態、狀態變化、以及相互間的作用關系，將物體在系統內受到的復雜的向內的力轉化相對簡單的物體受到的外力，從而應用牛頓第二定律等公式進行解題的方法。雖然隔離法可以明確復雜系統內各物體間的力學關系，但涉及的因素和問題依然較為繁雜，在實際應用過程中，需額外注意力學的細節分析和確定，以確保解題的正確率。

整體法是將復雜系統中幾個物體看作為“一個整體”的處理方式，從而簡化“一個整體”內物體間復雜的相互關系，從整體角度進行受力分析，以降低問題解題難度，提高問題解題效率和準確度。

例二，現有甲、乙兩個帶電小球，其質量相同記為m，所帶電量分別為q和-q，兩帶電小球間使用絕緣細線連接，其中甲球處于上方由絕緣細線固定在天花板上，甲、乙小球所處空間存在方向向左的勻強電場，電場強度為E，平衡狀態下細線均處于拉緊狀態，則甲乙保持平衡時，其位置可能是下圖中的（）

例二中涉及的物體間的相互作用較為復雜，想判斷甲、乙兩個小球在平衡狀態下的位置關系，需要同時使用隔離法和整體進行分析才能得到。首先，如僅使用隔離法法進行分析，則僅能排除D選項；其次，應用整體法將甲、乙兩個小球看作是一個整體，則該物體受到的外力僅有重力2mg、水平向左的電場力qE和水平向右的電場力qE，以及天花板連接細線的拉力。根據題意，電場力大小相等、方向相反，因此繩1段的方向應該保持豎直，故而選A選項為正確答案。

結語：

綜上所述，我們在解決物理力學問題時，應根據問題特征，選擇合適的解題方法和技巧，以降低問題解題難度，快速掌握正確的解題思路，從而提高問題解題效率和準確度。

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