对于高中物理中的力学部分而言, 不少同学在刚接触的时候就会感到十分吃力, 这种情况的普遍表现并非是不具备解决具体习题的能力, 而是在于不清楚应当优先观察哪些要素, 以及随后需要进行怎样的逻辑推演。
实际上, 要想在力学学习的初级阶段顺利入门, 并且能够梳理清楚面对大多数题目时的思维方向, 关键在于紧紧盯住两个核心的计算公式。
一、先抓牛顿第二定律
力学题最常见的起点, 就是进行受力分析, 然后把牛顿第二定律写出来。它的核心意思非常简单, 物体之所以会发生变化, 比如说变快, 或者说变慢, 或者改变方向, 这一切的原因, 都是因为受到了合外力。所以, 当你遇到题目的时候, 不要着急着去计算, 请先问自己一句, 这个物体到底受到了哪些力?
很多学生都会去做一些错误的题目, 其原因并不是说把公式给记错了, 而是因为会把重力、支持力、拉力、摩擦力这些东西混在一起来看。那么其实在第一步的时候要做的是找对象, 如果研究的是谁, 就只去画这个对象的受力情况。只要把受力分析清楚, 那么接下来的90%的思路就是顺着的。
你要去记住一个非常实用的判断, 具体来说就是牛顿第二定律并不是让你直接去算那个答案, 它的核心作用是让你把“力”和“运动变化”这这两者给连接起来。
举一个比较具体的例子来说就好了, 就像是小车它在加速的时候、小车它在减速的时候、小车沿着斜面进行运动的时候、小车被绳子拉着走的时候这些情况, 如果从本质上进行拆解的话, 最终都可以回到合外力不为零这个基本思路上来。
新手在遇到这种情况的时候, 最最轻易就会给忽略掉的这一个事情, 就是关于“方向”这方面的问题。需要搞清楚的是, 力它肯定是存在着方向的, 而物体的加速度也是同样有着自己的方向的。
当你开始在解题的时候, 第一步就是要把所有的方向都统一到同一个标准上去, 然后接下来再去仔细判断清楚每一个力到底是在“帮忙呢”还是在“阻碍着呢”。
只要你能够把方向这个问题彻底地理顺了, 那对于你来说, 就会发现很多的题它已经不会再是那种纯粹的死记硬背了, 而是可以很自然地顺着逻辑一点一点往下面去进行推导的这么一个过程。
二、再看能量守恒
大家如果认为, 牛顿的那个第二定律是用来帮助你弄明白事情为什么会发生改变的, 那么能量守恒这个原理, 是用来帮你搞清楚改变之后的那个方向到底去哪里了的。在我们的力学学习里面, 有好多的那些题目, 它们在表面上看来是关于力的那些问题, 可是实际上它们是在问你能量是如何进行转化的这种事儿的。
就比如说物体向下滚动、来回摆动、向上升起、还有碰撞之前和碰撞之后这些各种各样的状态变化的情况, 通常情况下, 我们常常都能够使用关于能量的那些思路来作为切入点从而比较快速的去解决问题。
能量法这个办法最大的好处在于, 能够让人少去纠结过程那些微不足道的细节情况。如果题目里面所给出的条件确实允许这样做的话, 那么你就完全不必非要把每一小段运动的具体经过都拆分开来逐个进行计算。
你只需要保持头脑清醒,搞清楚在初始状态与最终状态之间贝语网校, 动能、势能和机械能究竟发生了什么样的改变即可。针对考试里面出现的选择题以及填空题,这种处理方法会显得特别高效实用。
大家一定要留意这么个情况高中物理力与运动, 那就是能量守恒定律它并不是说凡是遇到题目就可以直接往里套公式去硬算的, 如果说题目里面涉及到有摩擦力的存在, 或者说是有拉力在做功, 再不然就是有一些外界的力量在持续不断地输入能量的话, 这个时候你就必须先进行一步判别, 看看到底这个机械能是不是处于一个守恒的状态, 至于你到底是能不能够熟练自如地运用能量方法来解决这些问题, 它的核心关键它根本不在那个背不背得到具体的公式上面这一点上, 而是完全在于你有没有这个能力去判断清楚在这个过程中能量到底有没有被某种因素给额外的带走或者是被某种因素给额外的补充进来。
在解决物理题目时, 存在一个被很多人采用的实用习惯, 当你看到诸如高度发生了变化、速度出现了变化以及是否存在摩擦力这几个关键词汇的时候, 你就需要立刻去思考其中所包含的能量方面的关系, 通过这种方式, 你通常能够避开那些非常复杂且繁琐的中间推导过程, 进而直接地找到题目所要求解的核心主线, 这一点在处理像斜面运动、滑块滑动、弹簧相互作用或者是单摆运动这一些经典的物理模型时, 表现得尤为明显, 因为在这些场景下, 运用能量相关的思路是一个非常普遍且有效的方法。
三、两公式怎么配合
真正高效的做题, 不是只会一个公式, 而是会把两个公式连起来使用。一般来说, 先用牛顿第二定律来判断物体运动是怎么变化的, 再用能量守恒定律来判断最终结果是怎样的方向, 这种力学入门的思路是最稳妥的。
比如遇到那种物体在斜面上运动的情况, 你不妨先去分析一下受力情况, 从而做出它是一个加速运动、匀速运动还是减速运动的判断, 之后再去看它在整个运动过程中高度以及速度的变化情况, 进而判断能量的转化方式如何, 其中一方面是负责管过程方面的事情, 另外一方面则是负责管结果方面的事情, 这样做下来思路就会变得非常清楚。
还存在一种大家都能够碰到的平常状况, 那就是题目中给出的条件数量非常多, 以至于学生一看到这种情况立刻会产生慌张的情绪, 在这种时候绝对不要去考虑所谓地把所有的公式全部都排列整理一遍, 而是应该先把注意力集中到最核心的那两个具体问题上, 第一个问题是需要弄清楚物体所受到的合外力的大小到底是多少, 第二个问题是必须判断清楚这个系统内部的机械能是否满足守恒的条件, 一旦学生把上面提到的这两个关键性问题都给搞清楚并且回答清楚了, 那么往后的大多数解题步骤自然就可以顺着这个清晰的思路继续展开下去了。
当你感觉到自己虽然已经看明白了一道题目是怎么回事, 但是在动手去做的时候就不知道该怎么办的时候, 我们是建议你一定要去养成一个固定的、有顺序的动作流程的, 这个流程的具体内容是什么呢, 它就是先在题目文字里面划出那个你要研究的那个对象是什么, 然后再把它受到的那些力都标记出来, 接着再去判断它现在的运动状态到底是个什么情况, 最后才去看它的能量变化是怎样的, 这么做的话, 其实际效果其实是比你去硬背更多的一些物理公式要来得更加重要的, 原因是因为它能够起到一个帮助你的作用, 是把你眼前这道让人头疼的题目转变成为一系列你都可以一步一步去操作、去完成的具体动作步骤。
四、常见易错点
第一类错误, 它就是把“受力分析”, 写成是只去靠着感觉去瞎猜答案。有一些同学, 他们只要看到斜面的时候, 就想当然地认为上面一定存在着摩擦力这种现象, 只要他们看到绳子, 就默认一定会有拉力在那里存在着。
其实所有的事情都要回到题目里的条件去进行判断。物理这个东西, 它不是让你去猜测的题, 它是那个需要通过条件去进行推理的题目。
第二类错误在于, 人们会直接把“速度发生变化”这个情况, 等同于“受力情况一定也发生了变化”, 可是实际上力到底是不是和速度有关系呢, 力和速度根本不是同一回事, 牛顿第二定律所告诉我们的内容是关于加速度与合外力之间的那一种关联关系, 并不是速度和力二者之间的一种简单的对应联系, 这一点如果可以被分清的话, 那么很多判断题的内容就不会再被带偏了。
所谓的第三类错误, 其含义是指, 学习者虽然能够背诵能量方面的公式, 但是在具体的情境中不知道应该在什么时候去使用这些公式。这里需要记住一个核心的原则性话语: 在使用能量相关的分析方法时, 其关注点在于系统的初始状态和最终状态；而在使用受力相关的分析方法时, 其关注点在于整个物理过程的种种细节。
如果题目所询问的核心问题是关于物体是如何运动的, 那么思考的第一步应当是去考虑受力情况；反之, 如果题目所询问的是物体最终到达了什么位置以及速度达到了多大的数值, 这时才应该去考虑运用能量守恒或功能关系等能量相关的思路。
这两种解决问题的思路, 各自有着非常明确的分工领域, 只有清晰地认识到这一点, 在进行解题操作的时候就不会感到混乱。
所谓第四类错误, 其实就是对于像单位, 方向, 状态呀这些细节方面的问题存在忽略的情况。举例来说, 位移和路程之间的区别, 速度和速率之间的区别, 还有重力势能的参考面设定问题, 这些东西虽然看起来是小事情, 但是往往在考试里头正好就是失分的那些点。
所以在力学学习的基础入门这个阶段当中, 最为关键之处并不是说你能够掌握非常多的知识内容, 而是说你每一个步骤的操作都一定要弄得清清楚楚、明明白白才行的。
高中物理里面的力学这个部分其实并没有大家想像中那么可怕,真正让人觉得难的并不是那些公式本身高中物理力与运动, 而是解题的思路。
你只要能够记住一个原则, 就是牛顿第二定律是用来分析物体的受力情况以及看它的运动怎么样发生变化的时候, 而能量守恒定律则是用来分析状态是怎么发生转化以及最后结果是什么的时候, 那么在处理大多数题目的时候都会变得有规律可以遵循了。
从今天开始, 你再做题的时候, 先不要去急着算结果。你要先把那两个问题问自己一遍。哪两个问题呢? 一个是这个物体到底受了什么力, 另一个是它的能量变化情况是怎样的。只要你把这两个问题的回答当成一种习惯固定下来。那么你做力学题目的时候, 感觉就会变得越来越顺畅。
如果你还想看一些具体入门方法的内容, 比如关于斜面题的相关内容。或者是关于摩擦力题的相关内容。再或者是关于弹簧题的相关内容。你都可以在评论里面留言告诉我。如果我看到了你的需求。我就接着帮你把这些题目拆开来讲清楚。