高中物理力学重点与难点分析

【摘要】本文从当下人教版高中教材当中力学部分知识的重难点出发，从分析物体受力状况、牛顿运动定律、功与动率这三方面入手进行相关例题的分析，笔者希望谨以此文，给高中物理教育从业者提供一些有价值的帮助。

【关键词】高中物理 力学 重难点

进行高中物理力学学习的目的是研究力和物体运动之间所产生的关系，当下，人教版高中物理教材将牛顿经典力学作为学习的基础。接下来，笔者针对高中物理力学的重点与难点开展逐一分析。

一、分析物体的受力状况

在高中物理力学章节学习过程当中，往往需要针对物体开展受力分析，在分析过程当中，经常需要将某一个物体从该系统中隔离出来，单独分析该物体的受力状况，并观察该物体周边被施加了何种力的作用。学生需要将全部力的意义画在图片之中，便于在解题的过程当中进行分析。此种方法名为隔离法，是在物理力学问题中分析物体受力状况时所常用的一种办法。需要注意的是，在使用隔离法回答相关的物理力学的问题时，不能增添、删减实际存在的力，否则会给运算带来误差。一般来说，使用隔离法解决物理力学问题时，需要考虑到力应从以下角度进行分析：首先是重力，接下来观察与物理相连的装置有无弹性，即判定弹力是否存在，最后再看物体是否与粗糙面接触，并且观察是否存在相对运动的趋势，判定是否有摩擦力的存在。

例如，如图1所示，在某水平面上放置一个重力为200N的木质箱子，并且让箱口朝下。在木质箱子当中，装置有一个固定在水平面上的轻质弹簧，它的劲度系数k=2000牛/米。轻质弹簧把重量为15N的木块顶到木质箱子内壁之中，即木块与木箱之间相互接触，在这个系统之中，弹簧长度被压缩了0.02米，试分析木块A受到了哪些方面的力？这些力的大小与方向分别是怎样的？

分析：在解答这一个问题过程中，可以把木块A进行隔离研究，从观察中不难发现A受到的力有：重力G=15N；轻质弹簧对它有竖直向上的弹力F=kx=40N；在箱子顶部内壁对木块施加了竖直向下的弹力N=F-G=25N；木块没有水平运动的趋势，因此木块A不会受到摩擦力的作用，因此木块A的受力状况如图2所示。

在这个问题之中，需要注意的是如果木块A的重量为40N，如果题中的其他条件没有发生变化，则需要注意箱子顶部内壁不会对木块产生弹力作用，即木块会与箱子内壁接触但不会进行挤压。

二、牛顿经典力学定律

牛顿的力学定律是人教版高中物理教材当中所有力学开展的基础，所以物理教师在开展相关教学活动的过程当中，应对该章节知识的学习表现出应有的重视。

使用牛顿第二定律与运动学相关公式进行力学问题回答时，必须要对研究对象进行判定，之后再针对研究对象进行受力状况与运动状况的分析，才可以使用牛顿第二定律与相应的运动学公式开展问题的解答。

例如，有一质量为2KG的物体被静止摆放在水平桌面当中，此时使用两个和水平桌面相互垂直且平行的力F1与F2作用于该物体之上，已知有F1为3N，F2为4N，物体同水平桌面之间的滑动摩擦系数μ=0.2，G取10米/秒2，则在经过该过程一秒以后，木块在桌面上的运动速度与动量的大小分别是多少？

解析：将物体作为研究目标，该物体一共受到有5个力的作用，它们分别是重力G=mg=20N；水平桌面的支持力N=G=20N；垂直且平行的拉力F1与F2，F1为3N，F2为4N；最后就是摩擦力f=μN=4N，分析该物体所受外力的大小，在竖直方向当中，重力与支持力之间大小相等，方向相反，因此在水平方向上没有加速度，则F1与F2之间的合力为F3，于是有F3=5N。分析可得该物体受到的和外力就是木块在水平方向上的合力，即F合=1N。因此，木块的加速度大小由F=ma即可求得a=0.5m/s2，在经过第一秒时，木块的速度由v=at即可求得为0.5米每秒；动量由公式P=mv即可求得P为1千克米每秒。

三、功与功率

在进行物体做功计算的过程当中，常用的公式为W=Fscosa，其中a代表了力F和产生位移方向的夹角。教师在进行教学的过程当中需要注意，功是标量，即功只有大小没有方向，所谓的功的正负只是代表了功的输入或者输出而已。若作用力的方向与位移的方向相同的状况下，功率的计算公式为P=Fv。

例如，如图3所示，有一质量是m的木块以初速度v0由A点滑到一倾斜角度为ξ的固定斜块，木块再到达B点之后的速度降低为0，之后按照斜面原路返回，已知由A点到B点的长度为S，斜面对木块产生的支持力为N，木块所受到该斜面的摩擦力为f，求物体由A出发再返回到A的整个过程当中，重力、斜面对木块的支持力、摩擦力分别都为木块做了多少的功？

分析：重力做功不看过程只看最后位移，所以重力做功为0；又有支持力和同位移方向相互垂直，因此支持压力也没有对木块做功；摩擦力做功为可以分为两个步骤，即从A到B的过程当中，摩擦力对木块的做功为w=fscos180=-fs；由B到A的过程当中，摩擦力做功为w=fscos180=-fs，因此摩擦力所做的总功为-2fs。

结束语：

笔者总结了在高中力学教学中常见的三个重难点知识，并阐述了相关的解题思路。不难发现，这些问题看似较为复杂，但是在经过系统分析之后，其实都能够很简单地回答。因此，教师在开展力学教学的过程中，需要指导学生对这一类问题进行强化训练，不断提高学生的解题水平。

参考文献：

[1]李环生.高中力学重点、难点分析[J].物理教师，2012，Z1：3-7.