浅析高中物理“多过程”问题的解决策略

毛敏

【摘要】近几年物理高考中多过程计算题是考查一个热点，主要考查学生的综合分析能力。学生在这类题难度较大得分率较低，下面就这类问题在《动量守恒定律》复习课中进行探究，如何在教学中提高学生分析多过程问题的能力。

【关键词】多过程;衔接态;拆分;组合

物理高考经过多年的改革之后，高考试题不再是单纯的关注于对知识的掌握与机械应用。而是更注重知识的形成和问题解决过程中所涉及的科学思想和方法; 更关注于学生解决实际问题的能力。而多物体多过程问题不仅可以考查学生对各个物理规律的掌握和理解，还可以考查学生把实际问题的抽象化的能力，考查学生有序化的严谨思维能力。所以这类问题得到了命题人的青睐，也成为热点试题之一。下面就尝试与大家共同探讨如何解决这类问题，在教学中如何来突破这类问题，希望能给大家有所启发。

以此题为例：

如图1所示，斜面底端与光滑的水平导轨ab平滑连接，放在地面上的小车上表面与ab在同一水平面上，右端紧靠水平滑道的b端，左端紧靠锁定在地面上的档板P。轻弹簧的一端固定在档板P上，另一端与质量为m2=1kg物块B相接（不拴接），开始时弹簧处于原长，B恰好位于小车的右端，质量为m1=3kg的物块A从斜面顶端由静止滑下，进入ab时无机械能损失，并与B碰撞结合成整体压缩弹簧。已知物块与小车之间的动摩擦因数为μ=0.2，物块与斜面间动摩擦因数为0.5，斜面长度为L=4m倾角θ=37°，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6 ，cos37°=0.8 ，求：

（1）A沿斜面滑到底端所用时间t和此刻速度V1的大小

（2）A与B碰撞后瞬间速度V2的大小

（3）弹簧达到最大压缩量d=1m时的弹性势能EP

通读本题，确定物理情景是以滑块、弹簧为背景的两体多过程问题，过程复杂。学生一眼看到此类题目十分害怕，下面我们来探讨这类问题应该如何破解它。

一、拆解是关键

解决多过程计算题第一个關键的技巧就是一个字“拆”，“拆” 题就是破解多过程物理问题的秘籍之一。

在具体的问题中“拆”可分为两种情况：一层含义是将一个连续发生的多阶段的物理过程分解成几个相互独立的又首尾相接的子过程，分析每一个过程的特点找出该过程呢个的物理模型，进而应用该模型对应的物理规律解决问题;另一层的含义就是对于多个研究对象的过程，要注意研究对象的选取，选用该研究对象所使用的规律解决问题。

具体的拆法：对于多过程的问题，要追究研究对象的“过去、现在、未来”，也就是问题的初始状态是什么？现在哪个物理量变化使得原来的运动状态发生改变？物体新的情况下做什么运动？在题目所给定的条件下，物体的末状态是怎么样的？

例题中可分为三个运动过程：第一个过程是A物体沿光滑斜面无初速度滑下，第二个过程是AB两个物体碰撞，第三个过程是AB组成一个整体压缩一端固定的弹簧。这三个模型都是学生非常熟悉的模型，变得不是那么可怕了，学生如果能做到这一步算是成功了一半了。

根据题设的问题很容易找出三个模型对应的规律牛顿运动定律、动量守恒定律、能量守恒定律。

二、衔接态是突破口

所谓衔接态就是指物体两个过程交接处的状态，衔接态是前一种运动的末状态，是后一种运动的初状态，突破衔接态往往就打开了解决问题的突破口，所以分析物体在该处的状态非常重要。一定要细读题设的物理情景，对研究对象进行受力分析和运动分析，确定前后两个过程在该处发生了什么变化？有的题目在该处以速度情况为衔接，有的题目在该处以受力情况为衔接。一定细细引导学生去体会分析这一状态，往往会有意想不到的收获。

通过读题到信息：“进入ab时无机械能损失”“ 并与B碰撞结合成整体压缩弹簧”结合图示，很容易得到A滑入光滑水平面ab过程速度大小不变，直到于B碰撞合体，然后AB整体压缩弹簧，这样整体物理情景一目了然。运动中涉及到的研究的对象，研究的过程，以及需要应用的规律心中有数形成了一条清晰的思路，学生能做到这里离成功就差一步了。

三、在变化中摸爬滚打

学生获取了初次获取一些解题的体会和方法，容易飘飘欲仙，以为已练成盖世神功。但是到实战的时候往往会被打得遍体鳞伤，总觉得郁郁不得志。我们在教学一定要把握住学生这一瞬间的心态，进行解题思路变化，可以由顺向变逆向或由静态变动态，诸如此类让学生在变化中进行思维碰撞，此时很容易擦出灵感，得到升华。笔者在例题上增加两问让学生思考其中的玄机。

（4）撤去弹簧和档板P，设小车长L=2m，质量M=2kg，滑块是否会从小车上滑出？

（5）若只撤去档板P，弹簧左端固定在小车上，且小车上表面涂上光滑涂层，求弹簧获得的最大弹性势能？

第（4）问采取了变化使得第三个过程变成了典型的滑块滑板模型，第（5）更是把弹簧变“静”为 “动”难度有所攀升。

四、会组题才是硬道理

想要让学生的解题能力再前进一步，需要让学生自己体会此类综合计算题的命题思想，要想比别人看得更远必要比别人站得更高。

课堂上笔者让学生以例题为模板，同学们自己来命题，同桌来破解。引起了学生极大的兴趣，下面两图为学生的自出题。

所命题目中涉及到了子弹射木块模型、绳球模型、直线运动、平抛运动和圆周运动，应用到了力、动量、能量的相关规律。这样一来学生既复习旧知识，又能体会命题的乐趣，关键是在命题中更深刻的体会到这种多过程计算题的命题特点，给学生以后解决此类题目带来了信心。

五、迎难而上——提升训练不可缺

动力学中的多过程问题是一个复杂的问题，命题过程中往往要和图像临界等等问题结合起来进行考查，物体的运动过程有单方向的，双方向，甚至会有两个物体并行运动，往复运动的情况。想要通过一两节课让学生彻底解决这种多过程的动力学问题是不太现实的，还需要学生在课堂上以及课后通过练习和思考的方式慢慢体会此类题目的结构和解决办法。笔者选了一道天津市08年高考题给学生练习思考。

练习：光滑水平面上放着质量，mA=1kg的物块A与质量mB=2kg的物块B， A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与A、B均不拴接），用手挡住B 不动，此时弹簧弹性势能EP=49J。在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示。放手后B向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径R=0.5m， B恰能到达最高点C。取g=10m/s2，求：

（1）绳拉断后瞬间B的速度vB的大小;

（2）绳拉断过程绳对A所做的功W。

五、总结与思考

综上所述， 对“多过程” 问题解决的基本方法是将一个复杂的物理过程分解成几个简单的有规律的子过程， 并找出子过程之间的相互联系和制约条件.这样， 只要我们在头脑里形成一个清晰的物理情景， 就能找到解决问题的办法。但是如何让学生获得这种解题的能力是高中物理教学一个永恒的话题，笔者的尝试和思考供大家参考，如有不对请批评指正。