确吉
要想学好物理,必需切实提高理解能力,这是最基础的一环,这个基础薄弱其他方面的能力也就失去了依据,因此学生在学习物理学时,应该十分重视培养和提高自己的理解能力,加深对物理概念和物理规律的理解,深思熟虑其含义,使之变成自己的观点,如果在学完高中物理知识后,只是记住一些定义、公式和一大堆所谓的模型,那么在碰到具体问题时,就可能不会用科学的物理眼光去分析问题了,看不清问题的实质,解题时就会发生记住的普通公式与题目的具体情境联系不起来了,或者不顾题意和题给条件而乱套公式,下面我以两个高考试卷中关于机械波的物理题浅谈自己的教学体会。
例如1:图1中(图略),波源S从平衡位置y=0开始振动,运动方向竖起向上(y轴的正方向),振动周期T=0.01s,产生的简谐波向左、右两个方向传播,波速均为v=80m/s。经过一段时间后,P、Q两开始振动。已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m。若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点,则在图2的振动图像中,能正确描述P、Q两点振动情况的是():
(A)、甲为Q点的振动图像(B)、乙为Q点的振动图像
(C)、丙为P点的振动图像(D)、丁为P点的振动图像
分析:由波的图像来判断质点的振动图像,这是机械波的一个重要知识点,这两个图像有很大不同学生对这两个概念的认识往往是肤浅的,很多学生甚至并不知道怎么样来区别它们,机械波的图像是描述介质中的各个质点在某一时刻的运动情况,是一个班级的所有同学在某一时刻的瞬间写照;而质点的振动图像是描述介质中的某一个质点在任一时间的运动情况,是某一同学在中学阶段的学习过程的录像题目中波源S的开始振动方向向上,波向两侧传播是此题最容易出错的地方,因为学生在判断过程中往往判断机械一个传播方向,而另一个方向的振动情况并不是把机械波的图像反向延伸就可以的。如图3所示(图略),判断向右传播的波形,同时会根据自己的猜测画出波向左传播的机械波形状,而不是对概念的理解后再去判断,这是很容易发生错误的,根据质点的振动方向和机械波的传播方向来判断波的形状的方法是很多的,最简单的是画出理一时刻开始振动质点的位置及机械波传播的方向来确定波的形状,如图a、b两图(图略)S点都是向上运动,a的机械波的传播方向向左,b图机械波的传播方向向右,所以在S点右波形与b点的形状相似,由于从Q点开始振动的时刻作为计时的零点,所以Q点的振动方向应该向上振动,应该选择A。P点的振动首先应该先判断S点左侧的波的形状,如图4所示(图略)因为SQ=2.6m,λ=v*T=80M/S×0.01S=0.8m,所以SQ=3.25λ,波向左传播经过三个整周期时刻的图像为而SP=1.2m,即SP=1.75λ,所以P位置如上图5所示(图略),那么再经过T时间后P质点应运动到负向最大位移处,所以应该选择D。
例如2:一列简谐横波沿x轴传播.T=0时的波形如图所示(图略),质点A与质点B相距lm,A点速度沿y轴正方向;t=0.02s时,质点A第一次到达正向最大位移处.由此可知:()
(A)此波的传播速度为25m/s(B)此波沿x轴负方向传播
(C)从t=0时起,经过0.04s,质点A沿波传播方向迁移了1m
(D)在t=0.04s时,质点B处在平衡位置,速度沿y轴负方向
分析:此题相对于例1题要简单,因为从题目中看没有什么特别复杂的计算,考查学生的分析能力以及对波的概念理解。题中给出AB相距1m,而从图中可以看出来AB为半个波长,即λ=2m,如图A点的速度方向沿y轴的正方向,经过t=0.02s第一次到达正向最大位移处,可知T=0.02s×4=0.08s,所以波的速度为v=λ/T=2m/0.08s=25m/s是最容易选择的一个答案了。判断波的传播方向的方法也很多,如用特殊点法:质点A向上运动,经过一段时间A点运动到如图所示的位置了,画出该点所在位置的波形图,故波源在右方,即波向左传播;当然也可以用平移法。学生在学习机械波内容时对波动的两个特征不是很清楚,这两个特征就是①当振动在介质中传播时,每个质点都是在它的平衡位置附近做往复运动,但是后一质点总滞后于并重复前一质点的振动②波动过程中波源向外传递的只是运动形式――振动和振动的能量,介质本身并不是随波迁移。对于D答案的判断我们要弄清B点此时刻它的运动方向应该是向下,而再经过0.04s也就是半个周期,B应该是回到平衡位置向上运动。
学生学习物理时,对表示物理概念和物理规律的各个物理量的确切含义必须彻底弄清楚,不能笼统含糊接受,要花力气养成一种严谨认真的习惯,特别是独立思考能力,其次在机械波的研究过程有一个清楚的物理图像,就会发现试题的设问方式可以千变万化,但万变不离其宗,学习要善于把看起来不同的东西找出它们的共性,找出那个“宗”,而不是把实质相同的东西从表面上形式地分成许多门类,看起来好像有条有理,实际上可能是一团乱麻。这种只重视表面现象和形式,不注重物理实质的学习方法是要不得。
总之,学习物理要重在理解,深入理解物理概念和物理规律的含义,搞清楚其中的道理,这是提高其它各个方面能力的基础。