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    [如何解答力学综合试题] 力学竞赛试题

    时间:2019-01-28 03:26:49 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

      一、认真审题,联想物理情境      大家学习语文,知道小说总发生在特定的历史背景下,许多动人美丽的故事总发生在一定的场景下,同样,物理问题中物体的运动也是在一定场景下进行,物体的运动变化的实际场景叫物理情境,在每道物理题目中,都会涉及到相应的物理情境,所以在解题时,必须能将题目中所描述的物理情境在头脑中再现。要做到这一点,更应强调重视观察和实验能力的培养,通过观察自然现象,进行演示和学生实验,能够使学生对物理知识获得具体的、明确的认识,丰富学生的想象能力,即使一旦遇到了自己没有见过的情境,也能充分发挥自己的想象空间因而具备较强的独立分析问题的能力。
      
      二、进行物理过程的分析
      
      大量的物理题,所描述的物理情境中,物理过程往往是复杂的,但一定会遵守“积木原理”,即复杂的物理过程往往是由若干个简单的物理过程组合而成的,而且这些过程并不是独立的,往往存在一定的联系,历年来高考总是把对能力的考查放在首位,而考生能否准确地弄清物理过程是解决问题的关键,反映出学生分析、解决物理问题能力的高低,因此历年高考试卷都设置有一系列物理过程分析的试题,对物理过程的分析,就是将一个复杂的物理过程经过人脑的思维整理,分解成几个简单的有规律的子过程,并找出几个子过程之间的相互联系和制约条件,这样既可以全局在握,又可以各个击破,所以解题时,应使学生在头脑里形成一个清晰而又生动的物理情境,从而最终找到解决问题的有效方法。
      譬如在教学当中曾遇到这样一个例子:长L的轻绳一端固定于O点,另一端连接一个质量为m的小球,该绳不可伸长且能承受足够大的拉力,若把绳拉直使球从图中的A点静止释放,求小球到达最低点B时所受到绳的拉力为多大?
      绝大多数同学缺乏正确物理情境分析,物理过程的分析不正确,认为从A点直接做圆周运动到B点,获得错误答案。然而试想若能合理地划分为下面三个子过程:
      1.小球自A点静止释放做自由落体运动直到绳刚被拉直;
      2.绳绷紧短暂的瞬间,由于小球与绳的短暂作用,小球以切向分速度开始圆周运动。
      3.做圆周运动到B点。
      由此不难得出正确的解答。
      
      三、建立物理模型
      
      任一个实际的物理过程,往往受到多种因素的影响、干扰,分析时应去其支叶,抓住主干,把实际的运动还原成理想的物理模型,这样更能生动、具体、形象、深刻地反映事物的本质,建立和正确使用物理模型对学生的思维发展、解题能力的提高起着重要的作用,可以把复杂隐含的问题化繁为简,化难为易,起到事半功倍的效果。
      中学物理中常见的物理力学问题运动模型,主要如下:匀变速直线运动模型、匀速圆周运动模型、自由落体运动模型、简谐运动模型、碰撞模型(包括子弹打击木块模型,小车与木块相互作用模型等)、人船模型,弹簧模型等。
      例如:一颗质量m,速度为V 的子弹竖起向上
      射穿过质量为M的木球后继续上升,子弹从射穿木
      球到再回到原木球所在位置经过的时间为t,那么
      当子弹射穿木球后,木球上升的最大高度是多少?
      很多同学束手无策,若能联想物理情境,进行物理过程的分析,把整个过程分为两个阶段,1.子弹打击木块;2.各自作匀减速运动到最高点。
      在第一阶段中,由于时间极短,忽略重力的作用,木球还未来得及发生位移,它是一个碰撞模型,系统动量守恒:
      
      四、选择合适的规律
      
      物理规律是在一定条件下建立和推导出来的,离开这个条件,物理规律就不会成立,有时甚至会得出错误的结论。例如,动量守恒定律和机械能守恒定律的条件并不相同,有时动量守恒条件成立而机械能却不一定守恒,反之亦然。所以这就要求同学们对所选取的研究对象在所研究的过程中作更加深入细致的分析,包括受力情况、运动情况等,从而选出合适的规律来表达。
      高中力学主要涉及的规律有:匀变速直线运动的基本规律、自由落体规律、匀速圆周运动有关规律、牛顿运动定律、简谐运动规律、动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律等。
      一般来说,若研究对象是相互作用的物体系统,优先考虑守恒定律(包括动量守恒、机械能守恒,甚至能量守恒);若研究对象是单体,则优先考虑两大定理,即动量定理和动能定理,特别是碰撞中涉及时间的问题,优先考虑动量定理;涉及力做功和位移时,优先考虑动能定理。若求解物体某一时刻受力及加速度时,可用牛顿第二定律列式求解,有时也可结合运动学公式列出含有加速度的关系式。
      例如:质量为M=16kg的平板车B后来静止在光滑的水平面上,另一质量m=4kg的物体A以V =5m/s的速度滑上平板车,已知物体和平板车的动摩擦因数μ=0.5,g取10m/s 。
      求:1.如果A不会从另一端滑下,则AB最终速度;
      2.要保证不滑下,平板车至少多长?
      3木块在平板车上滑行时间t。
      解析:本题描述了木块与小车相互作用的情境
      1.若对系统机械能并不守恒,由动量守恒定律可得:
      便可求得正确答案。
      以上是我个人教学当中摸索出的一些经验,希望为同学们带来收获,当然,真正的熟练解答力学综合试题,需重视培养、提高学生各方面的能力,学习重点必须放在对基本现象、基本概念和基本规律理解上,绝对不应该用题海战术来代替对基本现象,基本概念和基本规律的理解,能力的培养应是循序渐进的,潜移默化的,我们同学要有正确的学习态度,良好的学习习惯,踏实的学习作风,在掌握知识的同时,能力逐步得到锻炼和提高,物理的学习将变得更有信心。
      
      作者单位:江西德兴第一中学
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