体校物理方法教育

方东晓

在体校物理教学过程中，我们经常会遇到所求物理量取值范围的界定问题，由于不同物理量有其各自的特性，因此使物理量取值范围的界定变得较为复杂，为了使学生能正确界定各种物理量的取值范围，培养学生在掌握科学知识的同时更好掌握解决问题的科学方法，使复杂问题简单化，笔者总结出了如下几种物理量取值范围的界定方法：

[方法一]从准确掌握物理概念出发界定物理量取值范围

在体校物理教学中，我们发现有较多物理量在其概念的描述中已明确了取值范围，如果能正确理解和掌握物理量的基本概念，则相关物理量的取值便可直接予以准确界定。

如“全反射”这节中对概念有这样一段描述：当光线从光密介质射到两种介质的界面时，如果入射角等于或大于临界角，就会发生全反射现象。其中特别指出发生全反射现象时入射角应等于或大于临界角，即对能否发生全反射现象的入射角作了明确界定。

如图示：直角三棱镜的折射率等于2，一束平行光线垂直于AB面入射，若要使BC面上没有光线射出到空气中，∠B的大小应满足什么条件?

光线从该三棱镜射向空气发生全反射现象的临界角为30°，由几何关系和发生全反射的条件可得本题的正确答案为：∠B≥30°。

又如光电效应一节对这一概念有这样的描述：对任何一种金属，入射光的频率必须大于某一极限频率才能产生光电效应；低于这个频率的光无论强度如何，照射时间多长也不能产生光电效应。其中特别指出产生光电效应的条件是入射光的频率必须大于某一金属的极限频率，即对能否发生光电效应作了准确的界定。

其它如“匀速圆周运动”中物体在竖直平面内作圆周运动处于临界状态时的速度大小的界定问题，都属于类似的方法。

[方法二]由正确理解物理规律入手界定物理量取值范围

在物理规律的阐述中同样包含着一些物理量的取值范围的界定，能运用相应的物理规律来确定物理量的最后结论，这是许多物理量取值范围界定的基本手段。典型问题如透镜成像规律中，对凸透镜成不同特点的像其相应的物距作了分段的界定，利用这一规律，分析相应的物理量的取值范围，显然是十分便利的。

一物体在主轴上离透镜20厘米处，经透镜成一放大的实像，则此透镜的焦距可能为多大?

根据凸透镜成像规律可知，当物体处于离透镜的一倍焦距和两倍焦距之间时，经透镜成放大实像。因此，该透镜的焦距可能取值在10厘米至20厘米之间。又如，在应用动量和机械能有关规律的综合性教学中，运用相关的规律便能巧妙地求解问题。

在光滑的水平桌面上，动量为5千克•米/秒的小球A追上和它同方向运动的动量为7千克•米/秒的小球B，并且发生正碰，碰后两球的动量可能是：

A、P_A=6千克•米/秒

P_B=6千克•米/秒

B、P_A=-1千克•米/秒

P_B=13千克•米/秒

C、P_A=-6千克•米/秒

P_B=18千克•米/秒

D、P_A=4千克•米/秒

P_B=8千克•米/秒

上述四个选项均符合动量守恒定律，因此给正确解答该题带来较大难度。但由机械能变化规律可知，两球在碰前的总动能须大于或等于碰后两球的总动能，即EKA+EKB≥EKA′+EKB′，而B球碰后的速度必大于碰前的速度，VB′＞VB′，B球碰后的动量范围P_B′＞7千克•米/秒，而A球碰后速度大小必小于碰前速度大小，即VA′＜VA，所以A球碰后的动量范围为：-5千克•米/秒A