宋以栋

摘要：牛顿运动定律是物理学的基础规律，是贯穿高中物理的基础内容，也是动力学基础和解决动力学难题的关键所在。作为高中生，我们只有正确理解力与运动的关系，理解牛顿运动的基本规律和基本思路，掌握动力的思维方法，才能够熟练运用牛顿运动定律来分析和计算问题，解决各种动力学难题。因此，本文首先分析了运动牛顿运动定律解决动力学难题的三个基本步骤，随后从假设法、极限法和程序法三种方法出发，总结和归纳运用牛顿运动定律解决动力学难题的基本方法，以期为高中生提供有益的经验借鉴。

关键词：高中物理；牛顿运动定律；动力学；难题

物理是高中阶段的一门重要科目，而牛顿运动定律这一章节在整个高中物理中占有重要的地位，它是我们学习经典力学的基础，是进一步学习热学、电学等高中物理中其他基础模块和重要内容的条件，也是解决动力学难题的关键所在。但是当前我们在解决动力学基本问题时往往陷入了盲目做题的误区之中，却忽略了对牛顿运动定律的运用，从而导致解题效率与准确率的低下。因此，我们只有真正把握牛顿运动定律，熟练掌握运用牛顿定律解决动力学难题的步骤和方法才能提高解题的效率和正确率。下面，我结合自身的学习实践经验，对如何运用牛顿运动定律解决动力学难题展开一番详细的分析与讨论。

一、运用牛顿运动定律解决动力学难题的步骤

1、明确问题要求，选取研究对象

面对动力学问题，我们首先要做的是必须要根据问题的具体要求来明确研究对象。对单一的物体问题，我们可以很容易的明确研究的对象。但如果是几个物体组成的系统，我们就需要把几个物体分别隔离出来，对每个需要研究的对象加以讨论。一方面，我们可以采用整体法的方式，将相关联的物体视为一个整体，分析整体的受力和运动。另一方面，我们也可以采用隔离法，即分别以单一的物体为研究对象，将暂时确定的研究物体与其他物体隔离起来进行单一的分析，从而求出各个物体的相互作用力。值得注意的是，我们选取的研究对象应该是受力或者运动情况清楚并便于解题的物体。

例如，我以“在一个斜面上，放置一个劈形物体M，劈形物体上表面光滑，再水平面上放置一个光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前，小球做什么运动？”这道题为例，这道题很显然具有一定的迷惑性，所以，我们在做此类题型时，一定要明确问题的要求，选取正确的研究对象。在本题中，我们可以选取小球为研究对象，在劈形物体下落时，因为劈形物体表面光滑，且小球光滑，小球与劈形物体建不受摩擦力，所以小球在水平方向没有受到外力的作用，同时，小球本身的水平方向的加速度为零，且不具有初速度，因此小球的将沿着竖直向下的直线运动。这样一来，在在高中物理解题中，我通过明确题干问题要求，选取正确的研究对象，掌握牛顿第二定律的独立性，有效提高了自身的解题效率。

2、分析受力情况，作出受力图象

在确定了基本的研究对象后，我们则需要分析被隔离物体的受力情况并作出受力示意图。具体来说，首先我们要考虑研究对象所受的重力情况，然后考察研究对象与哪些物体有接触，随后根据接触的具体情况来依次分析弹力、摩擦力等作用力。其次我们要读研究对象进行运动分析，判断它的加速度情况，从而确定加速的实际方向。这样通过正确地分析研究对象的受力情况和运动情况来能够直观地做出物体的受力图，使动力学问题的解决更加有理有据。

例如，以“一弹簧秤的质量为1.5kg，盘内放一质量为10.5kg的物体M，弹簧的劲度系数为k=800N/m（图省略），现给M施加一个竖直方向的力F，使M从静止做匀加速直线运动...求F的最大值和最小值是多少？”这道题为例，首先，我对这道题进行了多次审题，根据题干信息，对物体所受的力进行紧密分析，从题干信息中我得知，因为在t=0.2秒内F是变力的，在t=0.2秒以后，F是恒力的，所以在0.2秒的时候，M离开秤盘，而在这个时候，M受到秤盘的支持力为零，此时的弹簧不能处于原长。根据受力过程，我用图像画出了整个受力过程，将秤盘和物体M整体，然后应用牛顿第二定律对问题进行求解，列出公式： 。这样一来，在高中物理解题中，我先分析题干中的受力情况，然后根据信息画出受力分析图，以此能够直观的解决本题。

3、建立坐标系，列出方程求解

解决动力学问题的最后也是最重要的步骤，就是需要我们根据受力的基本情况和运动的轨迹来建立坐标系，最后才能够列出方程进行求解。具体来说，我们需要用正交分解把力和加速度将各个矢量分解到各个坐标轴上，从而将复杂的矢量转化为简单的代数运算，再根据牛顿第二定律列出分量方程，有几个未知数就要列出几个方程，如果方程的个数少于未知数的数目，就需要根据运动学和几何学的基本知识来补充方程，最后根据方程求出结果。

例如，以“细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端，细线的另一端栓一质量为m的小球（图省略），当滑块以多少加速度向左运动时，小球对滑块的压力等于零，当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线的拉力T为多少？”，这道题为例，当我看到这道题后，首先想到的便是对物体的运动建立坐标系，当滑块具有向左的加速度a时，小球受重力mg、绳子的拉力T和斜面的支持力N作用，所以，根据坐标系，在水平方向和竖直方向分别列出公式，然后再根据牛顿第二定律进行求解，得出最终答案。

二、运用牛顿运动定律解决动力学难题的方法

1、利用假设法分析动力学问题

假设法是我们解决物理问题的一种重要方法，所以说我们在解决动力学难题时，可以充分利用假设法进行分析。具体来说，我们首先需要根据题意来从某一个假设入手，然后运用物理规律进行分析，最后求出结果，在进行适当的讨论，从而运用到原有的牛顿运动定律问题当中，最终找出正确的答案，从而使解题效率大大提高，还能够有效拓宽我们的解题思路，提高解题的准确性。

2、运用极限法剖析动力学问题

极限法是把某个物理量推向极端，从而根据这个极端来进行科学的推理分析，最终得出判断或者结论的一种方法。而物体的运动变化过程总会达到某个特定的状态，相关的物理量会发生突变，也就是说达到了临界转态，这个发生突变的物理量叫做临界值，运用极限法和临界值来解决动力学问题能够使问题化难为易、化繁为简，使我们对各种受力情况、运动情况等判断的更加准确。因此，我们在解决动力学问题的过程中，要利用极限法来抓住临界值条件，从而准确地分析物理过程，快速求出问题的答案。

3、采用程序法解决动力学问题

程序法是根据题目给出的物体运动过程进行分析的一种基本方法，是能够帮助我们理清解题思路、找到解题突破口的重要武器。因此，我们在解决动力学问题的过程中，要从审题和读题开始就要注意问题当中所蕴含的各种已知条件、未知条件和隐藏条件，注意题中能够划分为多少个不同的过程或者不同的状态，并对这些条件和各个过程进行分析，最后对分析结果进行总结和归纳，得到最终动力学问题的正确答案。

三、结语

总而言之，牛顿运动定律是物理学的基本规律，也是解决动力学难题的“利器”。所以说，作为高中生，我们要学好牛顿运动定律，熟记基本公式以及公式適用的前提和范围，并掌握运用牛顿定律解决动力学难题的基本步骤，从而能够充分运用极限法、假设法和程序法等科学方法来分析、剖析和解决动力学问题，明晰解题思路，找到解题的突破口，最终实现解题效率和准确率的有效提升。

参考文献：

[1].牛顿运动定律——概述[J].当代教育实践与教学研究，2016（09）：278.

[2]李志.对牛顿运动定律的思考[J].课程教育研究，2013（14）：178-179.

[3]朱大千.高中物理动力学的解题思路探究[J].山东工业技术，2017（13）：229.