例谈物理解题思维过程

• 作 者: 马广明
• 出 处: 考试·高考理科版
• 发表日期: 2012年3期
• 关键词: 物理解题 物理问题 物理量 应用 思维 规律 概念 方法 处理

　　解决具体物理问题时，除了需要对情景涉及的“概念清”，情景建立起的“过程明”，处理问题应用的“规律熟”之外；还需要对所求物理量（问题）的途径有概括、方法有归纳。唯如此，才可实现对问题的思维始终在正确、有效的方向上进行。
　　例1 子弹射入放在光滑水平面上的木板前动能为E1，动量大小为P1；射穿木板后子弹的动能大小为E2，动量大小为P2。若木板对子弹的阻力大小恒定，则子弹在射穿木板过程中的平均速度大小为( )
　　AE1+E2P1+P2 BE1－E2P1－P2
　　CE1P1+E2P2 DE1P1－E2P2
　　解析：由①平均速度的定义式：V-=St，
　　②匀变速直线运动平均速度又有：V-=vt－v02的特点，
　　明确了计算子弹在射穿木板过程中的平均速度大小的两个思路，则：
　　1利用V-=St，由题设条件，设木板对子弹的阻力大小为f，子弹在射穿木板过程中对地的位移大小为S,运动经历的时间为t
　　应用动能定理，-fs= E2- E1
　　应用动量定理，-ft= P2- P1
　　将上述两式左右两侧分别作比，得到
　　－fs－ft=E1－E2P1－P2=st=V- ，
　　2利用V-=vt+v02，因EK=12mv2，P=mv，得EKP=v2，
　　则V-=v2+v12=v12+v22=E1P1+E2P2，
　　可见，给出的四个选项，B、C正确。
　　小结：从物理量的定义，或知识体系中物理量与其它物理量之间的确定关系出发，寻找或发现解决问题的途径，无疑是最基础、最有效的解决问题的思考方法。在概念清晰、关系明确的基础上，利用相应的规律就会建立起各量之间的联系，解决问题的各种方法就会露出端倪。
　　例2 放在光滑水平面上的劲度系数为k的弹簧右端固定。在原长时，用一质量为m，速度为v0的滑块将其压缩。经过t时间后压缩量为x，此时速度为v，在压缩量为x处取一极小的位移Δx，在Δx内运动的时间为Δt，速度的变化量为Δv，动能变化量为ΔEk。则下列关系式中正确的是：（ ）
　　AΔv=－kxΔt/m Bkxvt=m(v20－v2)/2
　　CkxΔx=－mvΔv DkxvΔt=－ΔEk
　　解析：对物体m给出的条件是，由初速度v0开始在弹簧弹力这个与位移大小成正比的阻力作用下，经过t时间后发生位移为x，此时获得速度为v。在这一时刻(或状态下)继续分析其在极短时间Δt内的运动情况：发生位移Δx，速度变化了Δv，动能变化了ΔEk。由于发生的位移Δx极小，在给出的Δt时间内物体的运动可视作恒力F=-kx作用下的匀减速运动。
　　选项A，应用动量定理，考虑ΔP=mΔv=FΔt=-kxΔt，有Δv=－kxΔt/m成立。
　　选项B，关系左侧公式的物理意义是，滑块在大小为kx的力作用下以速度v匀速运动时间t所发生的位移vt所做的功，与物体变力、变速的实际运动不符，没有与这个给定过程的动能变化相等的左侧公式成立。B选项不正确。
　　选项C，kxΔx表示力kx在Δx位移内所做的功，由于Δx的微小，在这段位移内kx可视作不变，为恒力。设这段运动开始、结束对应的速度分别为v1、v2,对这一过程应用动能定理：-kxΔx=12mv22－12mv21=12m(v2－v1)(v2+v1)。
　　代入v2－v1=Δv，v2+v1≈2v，-kxΔx=12mΔv×2v=mvΔv。
　　也有kxΔx=kxvΔt=kxΔt×v,应用动量定理，－kxΔt=mΔv，
　　得kxΔx=kxΔt×v=－mΔv×v=－mvΔv。也可得出选项C正确的结果。
　　选项D，有处理选项C的经历：－kxvΔt=－kxΔx=ΔEk。其正确是显然的。
　　小结：物理量之间关系的确定，需要通过对物理规律的应用来实现。正确应用规律需要对规律适用对象、成立的条件、注意的方面、应用的环节与方法有系统、完整的掌握。
　　责任编辑 李婷婷