紧扣力学分析三环节 提高力学复习效率
时间：2018-12-24 03:19:27 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：本文从力学分析的三环节：研究对象的确定、运动过程的分析、规律的选择展开探讨如何提高力学复习效率。具体措施有：一、构建知识体系，建立力学解题程序。二、紧扣力学分析三环节，提高复习效率。包括有：（一）研究对象――谁？1.研究对象转换，2.整体法的使用；（二）过程――在干什么？1.过程分析充分发挥图象的功效，2.过程分析巧用熟悉模型，避免题套题；（三）规律――怎么样？1.正确理解和运用规律，2.灵活整合或拆分过程，选择恰当的物理规律，3.一题多解，深刻理解多种规律。
关键词：构建知识体系建立力学解题程序紧扣力学分析三环节提高复习效率研究对象――谁？过程――在干什么？规律――怎么样？
高中物理体系中力学分量最重，新教材改革以来，高考愈加重视考核学生的力学分析能力，表现覆盖面广（内容涉及力、热、电、磁等体系）；综合性强（运动过程包括多种形式的直线、曲线运动）；难度大（综合运用多种规律解题）的特点。如何有效提高力学复习的效率值得研究。
高三学生常反映力学内容一听就懂，一想就会，一做就错。根据反馈的信息分析：一方面学生对力学知识缺乏系统的认识,更缺乏灵活运用的能力；另一方面对力学分析三环节：研究对象的确定、运动过程的分析、规律的选择表现出或缺乏分析意识或分析思维凌乱，未能建立科学的解题程序。
一、构建知识体系，建立力学解题程序
1.指导学生将知识串成网，形成完整的知识体系，从全局的高度去理解、运用物理知识。需重点突破的有：A、有哪些常见力？力产生条件？B、受力分析顺序？C、物体作直线、曲线运动的条件？D、常见的直线、曲线运动？E、对物理规律、定律的理解？
2.引导学生总结力学解题思路，建立解题程序
（1）基本思路（附表一）
（2）力学解题程序（附表二）
二、紧扣力学分析三环节，提高复习效率
力学的中心问题是力和运动的关系，力学问题重在突破三环节：研究对象是谁？做什么运动？物理过程满足什么规律？
（一）研究对象――谁？
研究对象的选择坚持“问什么，答什么，选什么”的原则，首先选择与问题有关的物体或系统，如不能直接解决，则转换到其他物体上进行分析，对于多物系统优先使用整体法。
1、研究对象转换
例1.如图1所示，站在向左运行的汽车上的人用手推车的力为F，脚对车向后的摩擦力为f，下列说法中正确的是（）。
A、当车做匀速运动时，F和f对车做功的代数和不为零
B、当车做加速运动时，F和f对车做功的代数和为正
C、当车做减速运动时，F和f对车做功的代数和为正
D、当车做加速运动时，F和f对车做功的代数和都为零
【分析】：此题设问是人对车子作功的判断，如直接以车为研究对象，由于车受力复杂，分析麻烦。学生凭感觉错选D、 B。
转换人为研究对象，人受力如图2所示。
水平方向力F′=F和f′=f方向相反。
综合考虑选C，可见研究对象的灵活变换，可以使问题迎刃而解。
2、整体法的使用
例2.如图3所示，物体A靠在竖直墙面上，在竖直向上的力F作用下，A、B保持静止，则物体A受力个数为（ ）。
A、2个 B、3个C、4个 D、5个
【错解】：典型错选C、D，学生直接确定A为研究对象，受力如图4所示，认为A与墙面之间必存在支持力F 和摩擦力f 。
【分析】：养成对多物系统先整体分析的习惯，完全可以避免这种错误。整体分析如图5，由水平方向平衡知识可得出A与墙面无弹力和摩擦力作用。然后对A分析如图6所示受三个力作用选B。
从此题中可以看出，整体法在多物系统中体现出其特有的优势。
（二）过程――在干什么？
力学分析三环节中，过程的分析最为关键，物理过程分析是否正确直接决定着解题的方向和结果。
1.过程分析充分发挥图象的功效。
作图是比较好的一种分析方法，通过作图帮助理清物理过程，抓住问题的关键。
（1）受力图
物体作什么运动由受力和初速度共同决定，受力分析是解决力学问题的基础，也是研究力学过程的主要方法。在复杂的物理情境中，借助于受力分析，可以确定运动性质。
例3.在左图7中，一质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ，现给环向右的初速度v，环在运动过程中受到一个始终竖直向上的力F的作用，且F=kv（k为常数，ｖ为环的速度），试计算环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功（假设杆足够长）。
【分析】：此题不难分析出环作直线运动，但具体运动性质分析必须依赖于受力图作进一步分析：先作出图8，进而比较力F和G的大小，运动可能有三种情况：
复杂的运动由几个分运动组成，依照题意将运动分成几个子过程，同时突出子过程之间的衔接状态，形成清晰完整的示意图。
例4.如图11所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为1.0×10 kg。带4.0×10 C正电,小球在棒上可以滑动,将此棒竖直放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中,电场强度E=10N/C,水平向左,磁感应强度B=0.5T,垂直纸面向里,小球与棒间动摩擦因数μ=0.2,求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度。(小球在运动过程中电量不变,g取10m/s )
【分析】：此题中带电粒子作约束型直线运动。由于所受f 的变化导致运动过程复杂。物理量制约关系如下：
如图12所示：整个过程分为ab、bc、c后三个过程，有二个特殊点b、c。
此题运动简图的准确画出尤其是关键点的确定为顺利求解提供了前提条件。
（3）轨迹图
轨迹图直现运动全过程,使量与量之间的关系直接明了，宜于梳理过程、确定思路。
例5.如右图13平面坐标系内，在第一象限内分布着如图所示的匀强磁场,磁感应强度为B,在第四象限内布有场强为E的匀强电场,方向如图示平行于y轴负方向。在x轴上有一点N,其坐标为(L,0)，现一质量为m（不计重力），电量为-q为粒子从y轴上某处M由静止释放后恰能运动到N点，求M的坐标和粒子到达N点所用的时间。
依照题目要求，作出运动轨迹图，运用好几何知识，是求解此类问题的关键。
2.过程分析巧用熟悉模型，避免题套题。
引用熟悉的过程模型如单摆模型、子弹打木块模型、弹簧振子模型、抛体运动模型等进行分析，可以使问题简化。但要注重挖掘新情境与熟悉模型的异同点，否则似是而非的分析会致过程不完整或错误，陷入老题套解错，新题不会解的恶性循环中，从而分析、建模能力越来越差。
例6.如右图14所示，一根长为L不可伸长的轻质细线，一端固定于O点，另一端拴有一质量为m的小球，可在竖直面内绕O点摆动，现拉紧细线使小球位于与O点在同一竖直面内的A位置，细线与水平方向成30°角，从静止释放该小球，当小球运动至悬点正下方C位置时，细线承受的拉力是多大？
【错解】：全程运用机械能守恒定律
学生视这个运动模型为一般单摆模型，忽略了在A点正下方B点处在绳紧绷时短暂过程。
（三）规律――怎么样？
力学过程分析到位后，规律的选择和使用直接影响着解题的结果，实践表明运用规律时还是要注意以下几点：
1.正确理解和运用规律。
运用规律时常出现由于理解错误而出现使用随意套用公式的现象。
解得F=9N，方向向上 由牛顿第三定律得钢球对地板的平均冲力为9N，方向向下。
2.灵活整合或拆分过程，选择恰当的物理规律。
例8.如左图17所示，质量为M的汽车，拉着质量为m的拖车，以速度V在平直的道路上匀速前进。后因挂钩脱开，拖车离开汽车，最终停下来。若汽车的牵引力始终不变，且摩擦力、阻力与车重成正比，与速度无关。求拖车停止时，汽车的速度是多少？
【错解】： M、N的运动分析简单，可以运用牛顿运动定律和功能关系分开分别处理。由于列式繁多，处理麻烦，学生容易半途而废。
【分析】：以汽车、拖车系统为研究对象，拖车停止前的全过程为研究过程。在此过程中，牵引力与摩擦阻力始终平衡，系统所受外力合为零；汽车与拖车系统动量守恒。
【分析】：将运动拆分，竖直方向作竖直上抛运动，从O→M到M→O′时间相等，沿场强方向O→O′作初速为0的匀加速直线运动。
可见恰当整合或拆分过程能化难为易，峰回路转。
3.一题多解，深刻理解多种规律。
从不同角度分析引申出不同解法，能使学生思维向不同方向灵活发展，提高运用多种规律的能力。
【分析】：小木块做匀减速直线运动，平板车做初速为0的匀加速直线运动，最终一起向右匀速运动。过程简图如右图20所示，题中L为小木块相对平板车的位移。
小车和木块系统受外力和为零，系统动量守恒，最终具有相同的速度。Mv0=（m+M）v
经分析此题可用多种方法求解
方法五、能量转化和守恒法
力学问题复杂多变，一要学生多加强对基本概念、基本规律的理解，二多进行基本方法、基本技能的训练，培养学生独立思考、解决问题的解题习惯，三紧扣力学过程三环节，则复习必有突破！
参考文献：
[1]叶东风.利用“数形结合”分析物理问题.物理教学,2002年第9期.
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文
