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探究动力学问题解题方法
高中物理中，讲述力和运动关系的章节占了教材的一半．高考时动力学问题涉及分数占物理分值的一半以上。按科学体系分，静力学是动力学的特殊情况（加速度a=0），另外动力学问题在电学、光学、原子核部分又有穿插，可以说，动力学问题是中学物理的主要内容．再加上我国现行的中学物理课本的内容按排，把力学放在电、磁、光、原子核前面（美国《PSSC物理》，法国《Physique》中学教材以光学入手，德国以电学开始），更加突出了这部分内容的主导地位，对高中学生能否学好物理，及将来是否愿意在物理方面去发展，起重要作用．
提到动力学问题，学生的第一反应可能是牛顿运动定律．这不仅仅因为牛顿是动力学的创始人，在科学史上有很高的威望，更重要的是学生第一次接触到的处理动力学的方法，先入为主．加上教材对牛顿运动定律的高度评价：力学部分前两章是它的预备知识；物体平衡、曲线运动是它的应用；动量、能量是它的展开；机械振动是它的综合运用．总之，它是力学教学的核心章节．牛顿运动定律包括牛顿第一、第二、第三、万有引力定律，逻辑上比较严密．在处理动力学问题时笔者认为虽然牛顿运动定律的地位较高，但分析、解题过程较复杂，对数学知识要求高．在变力、曲线、及极限问题方面使用学生难以接受．故用动量、能量的观点解决动力学问题往往比较简便，因为动量、能量都是状态量与细节过程无关．
中学阶段处理动力学问题的主要方法：
牛顿运动定律的核心为牛顿第二定律．解决“力→运动”或“运动→力”两大类问题
动量定理指合外力对物体的冲量等于物体动量的变化． F合t=ΔP
动能定理指合外力对物体做的总功等于物体动能的变化 W合=ΔEk
定理中合外力的冲量，合力的功，分别表示合外力在时间和空间上的积累效果．实质上也是合外力对时间和运动路径的积分过程．中学阶段只考虑积分的结果，而不考虑积分的过程．即不管各力是否为恒力，路径是否为直线，只考虑力作用前后或做功前后物体的初、末状态．因而解决动力学问题比牛顿运动定律简单得多．
动量守恒成立的条件是系统不受外力、外力为零或作用时间很短外力远小于内力．有时还可以在某一方向上利用系统动量守恒．
关于能量守恒（功能关系），高中阶段主要应用机械能守恒．它的成立条件是系统内只有重力（或弹力）做功，其它力（可以存在）不做功．
守恒定律中虽然涉及两个（或两个以上的）物体，但只与系统的初、末状态有关，因而比牛顿运动定律简单的多．
在处理动力学问题的方法上，如果涉及到了加速度数据问题，只能用牛顿运动定律，没有明确要求计算加速度问题时
① 若研究单独物体：涉及力和时间优先选用动量定理；
涉及力和位移优先选用动能定理；
最后考虑牛顿运动定律．
② 若研究系统（或系统中的某一个物体）：优先考虑动量、能量守恒，再考虑牛顿运动定律．
使用动量、动能定理，动量、能量守恒时，虽然计算较为简单，但成立条件的判断，初、末状态的分析是解题的关键．由于动量、能量守恒的形式比较灵活，教材为了防止限制学生的思维没有给出具体的公式表达形式．
变力及无规则路径的动力学问题只能利用动量、能量的观点来解决是毫无疑问的，因为中学阶段受数学知识的限制无法使用牛顿运动定律，这里要说明的是，单独物体，在恒力、直线问题上，用动量、能量观点也能是问题简单化．
例：质量为50kg的跳水队员，在5m高的跳台上以“跳冰棍”的姿势跳入水中，到达水里最低点历以时间为s，求水对队员的平均阻力是多少？为了队员的安全池水的深度至少为多少米？(g=10m/s2)
分析：此类问题运用牛顿运动定律也可以解决，把运动分为水面上下两个运动阶段，利用第一阶段的末速度，等于第二阶段的初速度；全过程的时间减去第一阶段的时间为第二阶段的时间，根据第二阶段的运动规律，求出运动位移、加速度，由牛顿第二定律求出合力，由受力分析，就可以再求出平均阻力．
方法一：在空中下落过程中只受重力作用，为自由落体运动
由h1=gt12得 t1=
接近水面时的速度 v2=gt1
在水中队员将受到重力mg和水的阻力f作用，设运动为匀减速运动
t2=t－t1
a=
由02－v22=2ah2得h2=－代入数值得h2=2.1m
F合＝ma
由受力分析，取向上为正方向（a为正方向，a的大小为）
f－mg=ma
f=m(g+a) 代入数据得平均阻力f=1.7×103N
方法二：第一阶段计算同上，在第二阶段利用动量定理（取向上为正方向）
（f－mg）t=0－（－mv2 ） 整理及代入得f=1.7×103N
第二阶段由动能定理mgh2－fh2=0－mv22 整理及代入得h2=2.1m
方法三：在空中下落过程中只受重力作用，为自由落体运动
由h1=gt12得 t1=
如图1→2→3整个过程由动量定理
mgt－f(t－t1)=0－0 整理及代入得f =1.7×103N
1→2→3整个过程由动能定理
mg（h1+h2）－fh2=0－0 整理及代入得h2=2.1m
可以看出使用动量、能量观点显然比牛顿运动定律要简单，对复杂的系统问题更是如此．
使用动量或能量观点解题时一定要注意正负号的正确使用，正负号的意义有两种，一种是方向符号，另一种是性质符号，方向符号与矢量正方向的选取有关，使用动量时和牛顿运动定律相似首先要选定正方向，代入数据时再根据矢量（力或速度方向跟正方向相同相反）确定正负号；使用能量时，功、重力势能及能量变化中的正负号属于性质符号，而动能在中学物理中只有正值，特别对于W=FScosα的理解，对恒力做功情况下正负值由F和S方向夹角来决定，对于变力问题只能有积分效果来决定．例如一个大小恒定的力使物体运动一周，力所做的功W=为正，而不是零．只是W= 中学阶段无法用定义方式计算，但可以用能量守恒绕过去，就象弹簧的弹性势能Ep=kx2可以用能量守恒绕过去一样．
总结动力学的解题方法，是为了巩固所学知识，使知识系统化．但方法不是教学的出发点．在新课教学过程中，仍要以物理概念和物理定律为中心内容．因为从物理学的自身结构来说，物理概念和定律是物理学的最基本单元．从学生方面来说，形成概念和掌握定律是中心环节．
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