我们高中物理中的力学是基础,也是整个高中物理知识的框架元素。力学,犹如钢筋混凝土一样,在此基础上,我们才搭建起了整个高中物理大厦。在高考物理知识上,力学是所占的比重最大的;而且我们力学的研究方法(比如受力研究方法、运动、做功、能量等分析)也贯彻在电场、磁场以及电磁感应等知识中。因此,力学是高中物理中最关键也是最根本的。笔者下面以问答的形式来和大家分析下学习力学过程中的四大问题。

(1)力学的内容有哪些?

我们这里的力学是宏观的力学,而不是受力分析中讲到的“力”。力学的内容包括:受力分析、匀变速直线运动、圆周运动(包括天体运动)、平抛运动、牛顿运动定律、动量定理与动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律与功能关系。甚至有的物理教辅书,还将机械振动与机械波也归纳到力学,这也是可以的,因为这一章主要研究的简谐振动也是一种典型的运动模式。

(2)力学的研究对象有哪些?
力学的要研究的东西有很多,很难在这里来一一列举。从宏观上来说,把具体的物理题目中的最需要研究的四个问题来分析下。分析清楚了这四方面的内容,我敢保证,没有你做不成的物理题。这四个方面分别是:物体在各个过程分别受几个力的作用?物体在各个过程的运动模式分别是什么?物体的动量是如何变化的?物体的能量是如何转化和转移的?提醒大家注意的是,这里说的“物体”既包括了各个物体组成的“整体”,也包括单独的物体分析。

除了研究方法外,还要注意的便是审题。很多的学生因为物理考试审题犯错导致分数不理想,这是最可惜的。在我们物理审题过程中尽量要避免思维定势以固有经验。审题的严密性,其实就是尊重题干条件和信息问题的客观性,进而进行具体分析。最值得一提的是要注重临界条件的分析。有很多物理问题都涉及临界状态,而正是临界态把上述的四个研究问题隔断开来形成了学生思维上面的“隔阂”。因此解决具体多过程物理问题大家一定要审清题意,弄清物理过程,找出转折点,抓住承前启后的物理量,确定临界值;当然这个我也在以前的文章中多次强调。

(3)力学有多少种典型的力和典型的运动
我们高中力学有三种典型的力以及典型的力和八种典型的运动,我们先来做个列举:
1, 重力(包括宏观的天体学中的万有引力);
2, 弹力(包括绳子拉力和杆件、常见刚体的支持力与压力等);
3, 摩擦力(动、静两类,推荐阅读文章《摩擦力的方向判断》来进一步理解摩擦力);

特别注意:向心力“不是力”,仅仅是(很多个力的)“合外力”的一种“综合表现形式”。

我们再来接着说运动。我们整个高中阶段主要研究了八种典型运动。非常有趣的是,这八种运动,都是在我们力学部分中讲到的。我们可以这样认为,力学把所有的运动和最基本的三个力讲完了,而电场和电磁学是在引入了新的“力”的概念后,在此基础上用旧的运动来分析。看看高中物理中研究的运动有哪些?
1, 匀速直线运动
2, 匀变速直线运动(包括自由落体、竖直上抛)
3, 变加速直线运动
4, 平抛运动
5, 类平抛运动
6, 平抛运动的推广(即两个方向都有加速度的运动)
7, 圆周运动(主要包括天体和库仑力、洛伦兹力下的匀速圆周和非匀速圆周)
8, 非标准运动(主要出现在摩托车爬坡和轨道固定题中,此类问题用能量、动量、功率等知识来求;2011年北京高考压轴题的运动模式属于该种情况。)

“八种基本运动模式”构架了整个的高中物理运动学;在我们高考物理试题中你认为的难题,都是这仅有的“八运动”的交叉与组合。

(4)力学的基本知识如何应用到其他章节
我们力学的基本知识应用也很简单,如果你能用你新的章节的力,判断出来了是上述的哪种运动就一切OK了。

很多学生都有这样的困惑,高一力学部分学的还可以,到了高二开始学习电学就学不会。其实最本质的原因并不在于静电场的知识学不会,而在于不能把我们力学讲到的知识点应用在电学。不仅仅是静电场,我们电磁学也是一样。在上面的文章中我已经提到,我们其他章节的物理学习,其实就是多加了几个力,还是研究这么几种运动。电场加入的是库仑力和匀强电场力,而电磁感应加入的是安培力和洛伦兹力。很多学生觉得力学容易,而其他章节难学。我不仅要问:亲,你的基本运动模式判断正确了吗?

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本文作者:王尚。原创首发于2012年02月08日。
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