探究高中物理电场及静力问题解题的思路与方法

张汝欣

(山东省滨州实验中学2016级10班 256606)

高中物理相对来说较为简单，在我们的学习过程中会通过大量物理模型的建立帮助其进行知识记忆和理解，同时这些模型也能为我们的解题过程提供指导.但是当前存在的主要问题为我们在解题时不知如何抓住解题重点，或者一些综合题目对知识的理解要求较高，这在很大程度上降低了我们的解题效率和正确率.

一、高中物理电场问题解题思路和方法

相较于静力学知识，电场问题需要我们记忆的公式较少，但是对于这种“场”的问题，理解起来较为困难，所以本文建立的解题体系如下.

1.找到问题考察的核心知识点

高中电场考察过程中基本为静电场知识考察，并且对于考察内容来说，能够满足出题要求的范围更少，主要为电容器和电容、静电场强度、电势能和电势以及电势差与电场强度关系，这些知识具有很强的区别性.

2.与物理模型相联系

静电场由于无法被人们直接观测，为了能够更好地学习和使用，静电场物理模型主要包括平行金属板、元电荷、点电荷电场、电场线和等势线，其中平行金属板相关模型为重点和难点，因为在电场知识考察中，为了体现知识的综合性通常在电场知识中融入能量守恒定律、动力学等相关知识，所以当发现题目中涉及“两块平行金属板”等关键词时，需要立刻在心中检索相关知识点，并在头脑中建立金属板和带电电荷模型，按照相关要求将电荷放置于金属板的相关位置上，按题目要求进行电荷运动状态的模拟，帮助解题.

3.公式方程的有机变形

当前很多同学学习电场知识中只注重对基础公式的背诵，但是电场知识考察中大多需要对这些方程进行变形，并且需要与各类相关知识进行结合.例如在电势能学习中，电势能的基本公式为：W=FcosθAB

该公式中F为电荷所受的力，ABcosθ为电荷在力的方向上的移动距离.但是在实际考察过程中，该公式具有很大的局限性，通常电荷的移动路径并不规则，需要采用积分学知识对电荷在力方向上的移动距离进行计算，这种方程变形能力需要经过较多练习.

4.找到限制条件

当前的电场问题考察时与其余知识的联系越来越紧密，其中最常见的就是电场问题与动力学问题相结合，这就需要找到不同知识点间的限制条件进行解题.以某个常见题型为例，该题型为两块水平放置的金属板系统中，将电源正负极分别连接在两块金属板上，同时在水平方向上施加均匀电场，一个带电粒子初始位置为上金属板的左端，问题为求水平电场的场强为多少时，该带电粒子能够正好从下金属板的右端射出？在进行问题解答时，首先需要根据电容器的原理求出平行金属板竖直方向上的场强，从而求出带电粒子在竖直方向上的受力情况，继而求出带电粒子在竖直方向电场中的加速度，最终求出带电粒子在竖直电场中的运动时间，这个时间即为该题目中的限制条件.由于平行金属板的长度已知，所以可以求出带电粒子水平方向上的加速度，从而求出带电粒子的受力情况，继而求出水平方向上的场强，最终得到问题答案.在这类题目的解题过程中，需要找到不同知识间的连接点，将连接点看做是题目的限制条件，指导同学们进行解题.

二、高中物理静力问题解题思路和方法

高中力学分为静力学和动力学两个方面，其中静力学较为简单，主要包括力的相互作用、力的合成与分解两个方面，题目考察中也主要涉及这两个方面.

1.正确建立力学模型

高中物理静力学学习的重点为弹力和摩擦力，而重点和难点为力的合成与分解，所以在解题时，需要建立正确的力学模型.力学模型主要分为以下两种：(1)滑块和水平面.该模型适用范围为水平面上的力学分析，在建立模型时，需要注意题目中是否含有“光滑水平面”字眼，若没有该关键词，需要在建立模型时考虑摩擦力影响，另外一些题目会将摩擦力与滑块压力联系，需要注意题目要求.(2)滑块与斜面.这种问题较为复杂，力的分解对很多同学来说较为困难，并且大多数题目还涉及摩擦力，所以重力分解时需要按沿斜面方向和斜面垂直方向进行分解，这是一种重要的分解模型.

2.分析中保证力的完整性

在进行静力分析过程中，需要严格保证物体受力的完整性，所以在解题时需要对物体所受的力进行研究.在解题中，首先需要寻找关键词“光滑平/斜面”、“匀速/静止”，通过关键词建立模型并判断是否处于静力平衡状态.其次对题目中涉及的力在模型上进行表示，判断已知的力能否使物体处于平衡状态.最后研究模型中是否含有摩擦力，若有，摩擦力的大小和方向如何，从而保证受力的完整性.另外当前的静力学问题中存在很多“陷阱”，这些陷阱主要体现在力的方向判断以及所给参数是否能够全部被使用上，例如某题目为，一个滑块放置在非光滑水平面上，滑块受到压力FN，滑块右端受到向右拉力F1，滑块左端受到向左拉力F2，该滑块最终在水平面上保持静止，问该滑块是否受到摩擦力作用(该题目中滑块受到的力大小为具体数值)？当看到问题时，第一反应为该滑块必然受到摩擦力，接下来需要进行受力分析，要保持滑块静止，说明F1+Ff=F2，当Ff小于零时，说明摩擦力方向向右，反之则向左，该题目中滑块受到的压力参数并未被使用.所以同学们在做题中，需要对这一点有清醒认识，一些题目中并非所有参数都能够被使用，需要对力的性质有充分了解.

3.力的分解、合成规则研究

力的分解与合成规则为平行四边形/三角形法则，但是在高中物理解题过程中，通常分解、合成方式为矩形分解.在力的分解与合成过程中，对于水平面的力学模型，考察过程中通常会在滑块上施加一个不规则方向的力，需要对该力进行水平和竖直方向上的分解，进而将滑块水平方向、竖直方向上的力进行合成，合成过程设定参考方向，与参考方向相同的为正方向，反之为负方向，根据符号加减即可.斜面滑块力的分解只要为重力和另外施加力的分解，分解方向为沿斜面方向和斜面垂直方向，进而进行力的合成.

综上所述，高中物理电场和静力解题中，对于电场知识，首先需要进行狠心知识点研究，其次进行模型建立，最后进行计算.而对于静力学知识，首先需要进行合理的模型建立，并在该过程中对力的完整性进行审查，其次进行力的分解与合成，从而解决问题.