当学生进入高中阶段并开始学习物理中的力学部分时, 很多小伙伴都会拥有一致性的主观感受: 试卷上的那些题目从表面看上去并不是非常困难, 但是当他们真正提起笔来开始解题的时候, 却发现总是会出现遗漏已知条件的状况、受力方向判断错误的情况, 以及最终计算结果不正确的现象。
实际上, 关于力学这一块的学科内容并不只是各个独立知识点简单且杂乱无章的聚集组合, 只要大家能够紧紧抓住那些具有决定性作用的十个核心要点, 就能够将绝大多数相关的习题串联成完整的知识网络。
一、先看“受力”
做力学题的第一件事, 绝对不能直接去计算数值, 而必须仔仔细细地看清楚物体到底受到了哪一部分力, 重力、弹力和摩擦力这三种力, 是大家在高中阶段能够接触到的最常见类型的力, 很多同学在考试的时候丢掉了分数, 并不是因为大家弄不懂相关的公式是什么含义, 而是因为不小心把应该存在的力给漏掉了没有算进去, 或者是把这个力的方向画得不正确完全反了。
你需要记住一个非常关键的步骤, 那就是要先把对象给分析清楚了, 接着再去分析外力的大小和方向, 最后才能根据之前的结果来判断运动的具体状态。
不管遇到的情况是斜面、悬挂还是平面这些哪一种, 都必须要先把受力的图示画得清清楚楚, 只有这样, 后面在做判断的时候才不会出现混乱的情况。尤其是关于摩擦力这个东西, 它可不是什么总和速度反向那么简单的事情, 你真正需要看的是相对运动的趋势, 这一点大家特别容易搞混弄错。
二、牛顿三定律
牛顿三定律是力学里面的一个主要支撑结构。第一定律说的是当没有外力作用以及合力处于零这个状态的时候, 物体会保持静止或者做匀速直线运动的这个情形。
第二定律说明的是合力的大小会决定加速度的这个状况。第三定律表明在相互作用的过程中, 作用力与反作用力的关系是总是作为一对同时出现的事情。并且这两个力满足大小相等以及方向相反这样一个条件。
先看看这个题目到底做得出来不, 得先找一下里面有没有存在“受力—加速度—运动变化”这样的线索。很多题看着确实复杂得很, 实际上就是在考察这些个东西: 合力变不变了没有?
加速度变不变了没有? 物体为什么会出现加速或者减速或者转向的情况? 只要抓住这条逻辑就行, 那样子的话牛顿定律就不会是那种需要死记硬背的东西了。
三、摩擦力
摩擦力这个东西, 是高中生非常容易搞错的知识点之一。静摩擦力和滑动摩擦力, 看起来好像是一家的, 但是实际上解题的方法完全是不一样的样子。至于说是静摩擦力, 它要看需要多大的力, 方向是和相对运动趋势相反的那一边；而滑动摩擦力的大小的话, 相对来说是比较固定的, 方向, 是和相对滑动的方向相反的。
处理摩擦力的时候, 比较实用的做法是先弄清楚“有没有发生滑动”, 接着再去弄明白“向着哪个方向滑动”。千万别一上来就去套用那些公式, 同时也别把摩擦力看成是一种固定不变的阻力。在好多涉及斜面、传送带还有木块的题目里, 主要的难点其实都躲藏在摩擦力的问题当中。
四、平衡条件
当大家看到物体表现出来的样子是没有发生移动的时候, 许多的学生往往就会不约而同地觉得自己想当然地觉得是力不存在或者是力全都平衡在一起所以没有必要去操心它。
事实上这个平衡的状态并不是说没有受到力的作用这个意思, 它的真实含义是指所有力的矢量和等于零。不管是保持静止不动的状态还是做着速度大小不变方向也不变的直线运动, 这两种情况都被归类在平衡状态的范围里面。
会不会做平衡的题目, 关键要看你能不能把所有力都分配到同一个方向上去进行比较。在考试里经常出现的关于连接的物体、倾斜的表面或者有东西挂在那种情况下的题目, 它的本质意思都是力互相之间有一种限制和约束的关系。
只要你能够确定合力等于零这个结论成立的话, 你就可以列出相应的相关联系式子来解决问题了, 这样一来很多本来看着比较复杂的题目的情况就会立刻变得非常清楚和明白了。
五、加速度
加速度这个东西, 在力学计算的题目里面, 就好像是一个翻译人员, 它主要的功能是把有关物体受力的情况, 翻译成有关物体运动状态发生改变的说明。只要物体的速度出现了变快或者是变慢的情况, 或者是运动的方向发生了改变, 这些现象从根本上来说, 全都和加速度存在着关联。
有不少同学存在一个误解, 他们认为速度的数值比较大, 就一定意味着加速度的数值也大, 但实际上这两个概念是完全不相干的, 不存在任何混淆的可能。
一定要死死抓住这一点不放, 那就是, 加速度这个东西, 它描写的其实是那个速度的变化的快慢的情况, 它压根儿就不是在说什么速度的本身的大小的问题, 你看题目里面只要一出现像是什么“越来越快”、“越来越慢”、“拐弯”、“追及”呀之类的这些个表述的话, 你就马上、立刻要去想到那个加速度的存在, 因为它在很大程度上往往就是起到了一个连接受力还有运动这两者之间的关键性的那座桥梁的作用。
六、牛顿第二定律
牛顿第二定律是这一整章里面用得最频繁的工具。
它的核心意思并不是让你去死记硬背一个数学公式, 而是要你真正弄明白这样一个道理, 那就是合力变得越大的时候加速度就会变得越大, 而质量如果变得越来越大的话在受到相同大小的合力作用的情况下加速度就会变得越来越小, 所以可以这样说来说力和质量这两个因素共同来决定物体运动状态会发生怎么样的变化。
在做题的时候, 不要仅仅只是盯着说“是谁推动了是谁”, 而是要去盯着看“是谁决定了谁的变化情况”。比如说, 即使是完全相同的推力作用在了质量不同的物体上面, 那么最终的结果肯定是不相同的。一旦你遇到了像连接体或者是多个物体共用同一个加速度的题目, 牛顿第二定律就几乎变成了一个必须使用的工具。
七、超重失重
所谓超重和失重, 它们的意思并不是说一个人的体重在实际上发生了改变, 而是说人对支持物的压力或者支持力给人的感觉发生了变化。当物体处于向上加速运动这种状况的时候, 一般情况下会出现超重的表现。
反之, 如果物体是处于向下加速运动的状态之中，通常情况下就会表现出失重的现象。要是到了那种比较极端的状况之下, 支持力等于零这种情况出现了, 那么此时就属于完全失重这个状态范畴之内了。
这个知识点是特别适合去结合着日常生活里的场景来理解的, 可以想想看电梯在启动的时候、在下降的时候、还有突然急停的时候人身体会有什么样的感觉变化出现出来。
至于判断超重还是失重这个问题, 并不是去看物体的位置是在高处还是在低处, 而是只去看加速度的方向到底是朝哪边的, 这是许多同学在学习过程中非常容易犯下的概念性的错误。
八、圆周运动
圆周运动是力学部分之中非常有代表性的一个内容环节。咱们可以这么来讲, 只要物体它是沿着一个圆周在进行运动的这种情况的话, 那么就一定会存在着一种指向圆心的那种向心作用效果方面的一个表现现象的。
我们说这种效果的本质方面并不是说它意味着要再多出一种力来存在的意思, 而是说原本就存在的某些有力它们共同提供了物体在进行圆周运动时所必须要达到的那种效果意思。
有很多的人, 会把那个向心力啊, 当成是一种独立存在的力, 其实它可能是由重力、弹力或者摩擦力这些一起共同来提供的。在圆周运动里面, 最最重要的东西, 是去判断到底是谁来提供那个指向圆心的作用。如果你抓住了这一点儿, 那么关于水平圆周运动、竖直圆周运动还有汽车转弯这样的题型, 就会变得容易很多。
九、机械能守恒
机械能守恒它是力学当中出现很多次的一个考点, 但是呢它是有前提条件的, 条件必须得对得上。只有在那一种情况下, 重力和弹力是主要起作用的, 而且没有那种特别明显的能量损失的话, 这时候机械能才更有可能保持守恒的状态。
要是里面还有摩擦力、阻力在起作用, 或者有其他的力在做功的话, 那么同学们就一定要非常小心地去判断是不是真的守恒了。
在学习机械能的时候, 我们觉得特别重要的, 绝对不是去死背那些结论性的话, 而是要把一种叫做“能量转化”的意识给建立起来。大家得想一想重力势能和动能之间到底是怎么发生转换的? 弹性势能又是在什么具体的时机增加的呢?
拥有这种基于 的思维模式的话能够帮你省去很多因为去做受力分析而产生的麻烦和弯路, 这种方式呢特别适合用来处理那些运动过程的周期比较长、题目内容也比较综合的题目。
十、动量与冲量
动量以及冲量, 这是力学后半段里面非常核心的一种内容。它们也可以看作是连接“力”和“变化”的另外一种思路。这些概念特别适合于去处理像碰撞、反弹、爆炸、短时间大作用力这样的问题。如果和单纯看力的大小相比的话, 这一类题目更加强调的是“作用时间”, 以及“整体变化”。
许多不少学生认为关于动量的题目很难, 其实困难的点往往不在计算方面, 而是在如何正确地判断物理过程。首先要把系统的整体情况弄清楚看它是不是受到了外力的影响以及是否符合动量守恒的条件然后再去考虑后续的变化结果, 这一步如果做对了, 那道题大概就能对一半了吧。
这10个知识点被连接到一起, 你能够发现高中力学实际上仅拥有一条主线, 该线是受力状况决定加速度数值, 加速度数值决定运动状态, 运动状态转而影响能量与动量的变化情况, 只要你能将这一条主线进行熟记并使用熟练, 力学题目将不再属于碰运气的情形。
建议你采用三步复盘法来进行记忆操作, 第一步是把基本概念记清楚, 第二步是把判断条件记准确, 第三步是去记住那些非常典型的具体情境, 你要每天抽出几分钟时间的样子, 让力学、牛顿定律、摩擦力、能量以及动量这五个方面轮流着复习一遍, 这种方法比你在最后时刻着急忙慌地刷各类题目要有效得多, 真正能够让人和其他人拉开水平差距的核心因素, 完全不是取决于你到底背下来或者会做多少道练习题内容, 关键在于你自身是否拥有能力把零散的知识点系统地串联和归纳成为属于你自己的一套完整体系。
你要是正在准备考试的话, 可以先花点时间, 把这十个内容一个个对着自己讲一遍, 那些你讲到一半卡住、没法顺溜讲下去的地方, 恰恰就是你需要去填补的那些知识漏洞, 你可以再在留言处提出你的想法, 想知道其他的高中物理章节里的经常出现的考点汇总信息也是可以的, 我会继续帮你把这些内容给整理出来。