高中物理力学综合题解题技巧分析
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摘 要：力学综合题一般综合性较强、条件隐蔽、情况复杂、难度较大，往往作为高考试卷中的压轴题，对学生的基础知识理解与应用能力、分析推理能力等有着较高的要求。基于此，培养学生的力学综合题解题技巧，已经成为高中物理教学中的重要任务。文章主要对高中物理力学综合题的解题技巧进行了分析，希望可以为相关研究与高中物理教学实践提供有效参考。
关键词：高中;物理;力学综合题;解题技巧
物理是高中教育阶段的一门主要学科。从认知结构层面分析，高中物理知识主要包括五个部分，即声、力、光、电、热。其中，力学方面的知识相对复杂，涉及原理较多。力学综合题是包含多个研究对象、多个物理过程、需要运用多个物理规律与物理概念、难度较大、综合性较强的一种力学题。力学综合题的主要特点在于知识、能力的综合上。但从题型方面来看，力学综合题既可以是选择题、填空题、问答题，又可以是证明题、计算题。但其中以计算题最为常见，因此下文主要对力学综合计算题的解题技巧进行分析与研究。
一、 力学综合题的主要类型
高中物理力学综合题的类型多种多样，根据不同分类标准，可将力学综合题分为不同的类型。首先，根据内容综合方式对力学综合题进行分类，可以将其分为两种类型。一种是混合式力学综合题，即题目中所描述的物理现象中，包括多个同时出现的物理过程，这几个物理过程互相联系、相互影响、互相制约;另一种是积木式力学综合题，即题目中包括2个或2个以上前后连贯的物理过程，每个物理过程均遵循其规律，但前后的物理过程间又存在密切联系。其次，根据设问内容对力学综合题进行分类，也可以将其分为两种类型。一种是并进式力学综合题，即题中包含2個或2个以上的小问题，各个小问题的解答彼此并列、各自独立，互不影响、互不包含，即使前一个小问题解答错误，也不会影响后一个小问题的正确解答;另一种是递进式力学综合题，即题中包含2个或2个以上的小问题，各小问题依次深入、难度依次提高，前后小问题之间有着密切的关联，若是前一个小问题解答错误，则直接导致下一个小问题解答错误。
二、 力学综合题的解题要领
高中物理教学中，概括性地进行分析，力学知识是力与运动的问题，所以，力学知识主要包括物体受力规律、物体运动规律两大规律。物体的运动，主要取决于其初始条件、受力情况。力的作用效果主要包括三种：一是力的即时作用效果，可以使物体产生形变或者是加速度;二是力对时间的积累效果，即冲量;三是力对空间的积累效果，即功。基于此，加速度、动量与功在力与运动之间起着纽带与桥梁作用。高中物理教学中，与加速度、动量、功密切相关的力学知识主要包括牛顿运动定律、功能知识、动量知识三种。其中，功能知识包括动能定理、机械能守恒定律，动量知识包括动量定理、动量守恒定律。牛顿运动定律、功能知识、动量知识便是力学题的主要解答途径。
力学综合题解答过程中，如果考查的是一个物理过程，则可能应用牛顿运动定律、功能知识、动量知识三种方法，但所采取的方法不同，解题的繁简程度、难易程度等也会有一定的不同。如果考查的是物理量的瞬时对应关系，则要应用牛顿运动定律。如果研究对象是一个单一物体，则要优先考虑动能定理、动量定理，尤其是涉及位移、功的问题时优选动能定理，涉及时间问题的时候优选动量定理;如果研究对象是一个系统，则要优先考虑机械能守恒定律、动量守恒定律。动能定理、动量定理以及机械能守恒定律、动量守恒定律，不会细究物理过程的细节，仅考查一个物理过程的始、末状态有关物理量间的关系，这便是其优势所在。尤其是变力作用方面的问题，应用高中物理教学中的牛顿运动定律无法解决的时候，更能显出动能定理、动量定理以及机械能守恒定律、动量守恒定律的优势。高中物理力学综合题的解题途径诸多，且可以进行多种组合、变通，还可以应用图像解题等其他巧妙方法，还可以进行一题多解。实践过程中，应积极思考、不断创新，探索更多、更加简便快捷的解题方法。
对力学综合题进行解答的时候，应遵循如下要领：首先，应严格审题，准确把握问题;其次，做好运动分析、受力分析;最后，合理选择解题途径。在选择解题途径的时候，可参考如下依据：第一，如果题目中涉及始、末状态的量，且其符合守恒条件，则要采取守恒定律进行解题;第二，如果除了始、末状态之外，问题还涉及力、受力者的位移，则要采取动能定理进行解题;第三，如果除了始、末状态之外，问题还涉及力及其作用时间，则要采取动量定理进行解题;第四，如果题目要求加速度或列出各物理量在某一时刻的关系式，则要采取牛顿第二定律进行解题;第五，如果过程中的力为变力，同时始、末动量不齐，则不可采取牛顿第二定律、动量定理进行解题，而是应当采用动能定理进行解题，用（P·t）来对变力的功进行求解。
三、 力学综合题的案例分析
一质量为m的烟花弹，获得动能E后，从地面竖直升空。当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量。求：
（1）烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间;
（2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。
上述问题是2018年新课标卷Ⅰ的高考真题。其是一个力学综合计算题，命题者将烟花弹升空爆炸这一生活中常见的现象当作背景建立物理模型。
对上述力学综合题进行分析，其中涉及了烟花弹升空爆炸这一物理过程始、末状态的量，且其符合守恒条件，因此，可采取守恒定律进行解题。同时，如果除了始、末状态之外，（1）题涉及了力及其作用时间，（2）题涉及了受力者的位移，因此，需采取动量定理、动能定理进行解题。即对这一力学综合题进行解答的时候，可以运用动量定理、动能定理、机械能守恒定律、动量守恒定律、运动学公式来进行解答。 对（1）进行解答的时候，可设烟花弹上升初速度为v0，则：
设烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间为t，根据运动学公式，可以得到：
联立①②式，可以得到：
上述方法是采取动能定理、运动学公式来进行解答。除此之外，也可以采取动量定理进行解答。设烟花弹上升初速度为v，根据动能表达式，可列式：
弹中火药爆炸之后，烟花弹的上部分、下部分是沿着竖直方向进行运动。假设爆炸后烟花弹上部分的瞬间速度为v1、烟花弹下部分的瞬间速度为v2，根据动量守恒定律及题给已知条件，可以得到：
根据⑥式可知，烟花弹的上部分、下部分速度方向是相反的，向上运动的部分，做的是竖直上抛运动。假设爆炸后烟花弹上部分的继续上升高度为h2，根据机械能守恒定律，可以得到：
设爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度为h，联立⑨⑩B11B12式，可以得到：
四、 力学综合题的解题技巧
解答力学综合题的时候，应把握以下几点技巧：第一，认真审题，深入理解题意。全面收集题目信息，准确把握题意，是正确解题的重要前提。因此，在对力学综合题进行解答时，必须认真审题，挖掘题目中的已知条件、间接条件等信息。可以引导学生在解题的时候，用自己惯用的图标、文字等将题目中有用的信息标记出来。同时，还要对物理过程进行分析，分析力学现象的全过程，掌握力的运动条件、性质，明确因变量、自变量，从而获得更加清晰的解题思路。第二，总结规律，明确解题思路。在对力学综合题進行解答时，建立正确的解题思路，是成功解题的关键所在。所谓正确的解题思路，指的是学生在遇到力学综合题的时候，清楚应使用哪些知识来进行解题。如上文所述，物理力学综合题主要涉及牛顿运动定律、功能知识、动量知识，包括动量定理、动能定理、机械能守恒定律、动量守恒定律、牛顿运动定律。高中物理教学中，教师应引导学生掌握力学综合题的解题要领。第三，综合运用多种思维方式。高中物理力学综合题，主要考查的是学生运用物理力学方面的基础知识来解决问题的能力。基于此，学生在实际解答力学综合题的时候，应根据题目实际情况，对假设、反证、由未知到已知、由已知到未知、极限综合等思维方式进行综合利用，迅速理清解题思路。
五、 结语
高中物理教学中，力学知识既是一个重点，也是一个难点，同时是高考的必考知识点。力学综合题涉及原理较多、解题难度较大，为了让学生赢在高考，高中物理教学中，必须引导学生深入理解物理力学知识，培养学生的力学综合题解题技巧，提高学生的解题能力。
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作者简介：
虞晓淑，浙江省宁波市，宁波市第四中学。
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