高中物理力学中的几种实用的简捷解题方法

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　　【摘 要】高中物理中，力学知识贯彻了整个学习内容，那么对力学的应用就成了学习中的重中之重，把力学知识高效率的应用到解题的过程，就直接反应了我们对知识的掌握程度和对学术的理解程度。
　　【关键词】物理力学；实用简捷；解题方法
　　【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A
　　【文章编号】2095-3089（2019）02-0256-02
　　在高中物理学习中，力学知识一直是学习的重点基础，也是最难的点。大多数同学在学习过程中，都能熟练掌握有关力学知识的基本理论内容，但是在实际解题的应用中，整体感觉还是很吃力。针对这个现象，我们应该把解题过程中思维能力的提升，解题过程中使用便捷的方法作为学习的重点，用来提高学生学习物理的兴趣，提高物理的学习效率。
　　一、运动学中的全过程法
　　匀变速直线运动过程中，加速度的大小、运动的方向是不变因素，但是往返运动是一个普遍存在的现象，就这个一个情况来说，大多数同学会把往返运动中，因为方向的不同，看做两个运动情况来进行分析，虽然这样想的思路是正确的，但在解题过程中，把问题就会复杂化，解题就会很繁琐，也就会花费太长的时间在这么一道题上。如果能够很好的运用全过程解题法进行解答，那么解题的效率就会得到很大的提升，也就节省了更多的时间去做更多的题目。
　　例题：在不计空气阻力的情况下，在距离地面15m高处，以初速度V0=10m/S竖直上抛一小球，计算小球落地时间，以及落地时速度和方向。（g=10m/S 2）
　　分析：将小球向上抛掷和自由落体运动分为小球的两个运动方向，这两个运动所用的时间是小球的运动时间的总和，这样解题就很繁琐的，如果按全过程法来分析考虑，就会使问题变得简单化。具体思路为，将小球的运动过程看做一个整体，向上运动为正方向，此时的加速度应当为a=-g，小球的总位移距离为h=-15m，有匀变速运动公式可得：
　　-15=10t-1/2gt 2
　　t=3S.
　　Vt=V0-gt=10-10×3=-20m/S
　　小结：全过程法应用的前提条件就是加速度大小是不变的，方向是恒定的，且存在往返的运动。正方向的统一是重点，正方向的统一是作为方程中取矢量值的根据，一般大家对速度与加速度的正负取值都比较容易发现，但是对于位移的正负取值就很容易忽视，因此要求学生对位移方向的取值一定要注意。
　　二、参考系的重要性
　　一般对于机械运动研究中，都会寻找合适的参照物进行分析问题，这是对于物理来说，最基本的问题了。灵活熟练的运用参考系，这会给解决很多物理问题提供最便捷的方法，更是提高了解题的效率，节省很多时间。
　　例题：一初速为V0=10m/S的子弹打进原来静止的木块后进深为5cm而未出，设打击过程子弹受阻力恒定，子弹和木块质量分别为m和 M且 m∶M=1：99，求二者对地加速度 a1和 a2。
　　分析：在子弹没有碰到木块，木块没有移动的情况下，以地面为参照物计算起来就增加了题目的复杂程度，选择木块作为参考系并将正方向定为向右水平移动的方向。由于子弹初速度与末速度最终会达到共速，所以子弹初速为 V0而末速为 0，则：
　　0-（V0-0） 2=2△a·△S
　　0-（10-0） 2=-2△a·0.05
　　得△a=10 3（m/S 2）
　　a1∶a2=M∶m
　　又∵△a=a1+a2=a1+（m/M）a1=（100/99）a1
　　∴a1=990（m/S2）a2=10（m/S 2）
　　小结：在运动学量中，当需要解决的是相对的某一物体的量，而不是相對地面的物理量时，最好不要选择地面为参照物，不然计算起来是很复杂的，只要不选择地面为参考系那么解题就很简单和明了了[1]。在实际解题过程中，同一道题是可以选择不同的参考系进行计算的，只要在计算中，保证a、v和s的取值是在同一个参考系，在相对运动中，不同的两个物体相对地面运动学量的方向不一致，因此方向统一的规定对于防止矢量值预算错误的概率是很重要的。
　　三、在力学中对于隔离法、整体法的应用
　　在物理问题的实际解答中，在相对运动过程中普遍会出现两个或者多个物体来组成比较复杂的系统。在分析和解答这样的问题时，对研究对象的确定是很关键的。在解答过程，逐个分离出来进行解答就是我们常说的隔离法，把整个系统看做一个整理来解答就是我们说的整体法。
　　隔离法和整体法在解答中都是有优缺点的。隔离法的优点就是能把系统中每个物体所处的运动状态以及状态的变化和物体之间的相互关系分析的清清楚楚。还可以把每个物体在系统中所受的相互力转化成物体所受的外力，就能用牛顿第二定律进行解答。缺点就是把问题复杂化，增加了问题的牵涉因素，解题过程会变的很繁琐[2]。整体法的优点就是只要分析出整个系统和外界的关系就可以了，避免了解决系统中所有物体之间相互作用，更简单，更明了的表现出物理量间的关系，缺点就是不能更好的了解到系统内部的相互关系。
　　例题：将一质量m2=10kg的木楔静止放在粗糙的水平面，其运动摩擦因数 μ=0.02，在楔斜面的倾斜角度为 θ=30°，质量 m1=1.0kg的木块从静止状态开始沿着斜面下滑，在其滑行路程 S=1.4m时，其速度为 V=1.4m/S，此过程中楔没有发生移动，求地面对楔的摩擦力的方向和大小。重力加速度取10m/S 2。
　　分析：本来可以用隔离法，但是由于用隔离法分析多，求解的过程复杂，本题中虽然二者的加速度不一样，但是用整体法依然可以，此时牛顿第二定律应为：
　　F合=m1a1+m2a2
　　由V2-V02=2aS得到木块m下滑时的加速度为a=0.7m/S 2
　　此时，把木块m1和木楔m2作为一个整体看待，所受的地面支撑力和重力均为竖直方向。水平方向的受力只有摩擦力，力的大小为Ff，木楔的加速度为零，将物体加速度沿水平方向和竖直方向进行分解，对整体在水平方向上运用牛顿第二定律，可得：
　　Ff=m1×a1+m2×0=macosθ
　　Ff=0.61N
　　由于Ff与m1×a1方向一致，因此木楔应受到向左的水平摩擦力。
　　小结：这两种方法普遍的应用在受力分析、动量定律、和机械能的问题上。
　　结束语
　　通过例题我们不难看出，对研究对象的选择是很重要的。在高中物理中，解题的简便方法有很多种，重要我们善于总结，通过积累，那么物理水平就会很快速的增长。
　　参考文献
　　[1]龚竞秋.浅议高中物理力学解题中整体法的运用[J].新课程（中学），2013（9）：183-183.
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