徐云起
物理过程与模型在解决中考物理题中的作用起着极为重要的作用,解决物理问题总是从物理对象、物理过程、物理情景、物理关系等几个方面循序进行。学会分析物理过程——解决问题的关键。建立物理模型对于物理过程的建立具有重要作用。
中考物理过程模型曾有不少同学问这样的问题:学物理最难的是什么?学物理最困难的有两点:一是对一个具体的物理过程作出准确、透彻地分析;二是依据物理过程建立合适的物理模型。很多同学在物理学习中都有着相似的体会:老师讲课能听懂,书也能够看明白,就是题目不会做,即使“会”做也易错。这恰恰说明了“应用物理知识对物理过程作出正确、透彻的分析”往往要比“掌握物理知识”更为困难。
同学们都有这样的经验,考试中要解决比较复杂的综合题时,不是立即动笔,因为不知道要写什么。这时一定是聚精会神、全神贯注的快速读题,一边读题一边思考,思考怎样将问题一步一步的进行分解,也就是将复杂的物理过程分解为几个简单的物理过程。一旦将复杂的过程分解成为几个简单的过程,这个问题原则上就可以解决了。
解决物理问题总是从物理对象、物理过程、物理情景、物理关系等几个方面循序进行;这其中物理过程的分析与再现最能体现物理思想,也最能展现学生的物理素养。
物理过程,即物理现象变化发展过程,它与某一段时间相对应。状态则与物理过程中的某个时刻相对应。任何一个物理过程均有初末两个状态及无数个中间状态。物体的状态通常用状态参量描述。
一个物理问题的求解,很重要的环节即是对题目中包含物理过程和物理状态的分析,只有对物理过程的本质作深刻的透析,才能发现其遵循的规律,才能选择相应的物理公式、规律去求解某状态下的未知状态参量或某过程中未知过程量,达到对问题的求解目的。
一般说,一个具体的物理问题可能是只讨论某一确定状态下各参量间关系;有些复杂问题往往包含几个或多个连续复杂的过程,这就要求考生树立善于将复杂过程隔离分为若干个不同阶段来处理的意识,对每个阶段初末状态及每个过程遵循的不同物理规律作深入的分析,同时要注意两相邻阶段中间状态,或某过程中临界状态的分析。所有这些如果都分析清楚了,一般说来问题的解决思路也就明确了。
成功的中考命题具有立意高、情境新、设问巧的特点。尽管“立意”是考题的灵魂,但是复杂新颖的情境设置同样是命题者苦心经营的重要环节,考生能否从复杂的物理情景中,对物理状态和过程作出清晰明了的认识和分析是重点的问题也是一个难点问题。
目前各地中考题目最后两个都综合题,其目的就在于现场考查学生的思维过程。通过书面表达,观察学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的思维过程,从而评判学习能力的高低。通过综合题的考查可增大对考生的区分度,便于高校选拔新生。
要提高物理复习的质量,一定要坚持在对物理过程的分析上下功夫,如果某个环节或某个过程分析不清楚,恰恰说明你在这个环节上出现知识、方法、能力等方面的欠缺,这正是需要通过复习提高学习能力的地方。
没有对物理过程的分析就没有找到解决问题的钥匙。重视对物理过程的分析应从三个方面加深理解:学会分析物理过程;学会等效物理过程;学会利用物理过程。下面结合具体问题阐释一下上述三个方面在解决问题时的作用。
学会分析物理过程——解决问题的关键。任何过程的发生都离不开时间和空间,因此分析物理过程的方法一般有两种:(1)从时间的角度分析:按发生的时间顺序把一个复杂过程分成几个简单过程。(2)从空间的角度分析:将同一时间内发生的几个相关联的过程,分成几个简单的过程。
做物理习题是理论联系实际的重要方式,可以加深理解,融会贯通,锻炼思维,提高思考问题和解决问题的能力,一个物理问题的求解,很重要的环节即是对题目中包括物理过程和物理状态的分析,只有对物理过程的本质做深刻的透析,才能发现其遵循的规律,才能正确选择相应的物理公式、规律去求解某状态下的未知状态参量或某过程中的未知过程量,达到对问题的求解目的。
一、物理过程在头脑中的再现呈现
物理过程的分析是解决物理问题的重要环节之一。对于综合题而言,需要通过过程分析把一个复杂问题分解为若干个较简单的问题并灵活应用物理知识加以综合解决。本文谈谈分析物理过程的一般方法。
用动力学观点分析物理过程。力是使物体运动状态变化的原因,物体的运动状态及运动性质由力、速度等物理量描述。因此物体的运动过程也通过这些物理量的变化反映出来。这种以分析力统领分析问题之“纲”,从而得出其它物理量变化规律的方法称为动力学方法,也是分析物理过程的重要方法。
二、利用约束条件及物体间相互作用对象的变化分析物理过程
1.利用约束条件分析物理过程。对研究对象的运动轨迹构成限制的物体叫约束物,习题中常见的约束物有平面、轨道、杆、绳等。当约束物变化时往往意味着物理过程的改变。
2.根据物体间相互作用对象的变化分析物理过程。有些物理问题由多个物体组成的系统构成,这些物体间依时间先后会相继发生相互作用,因此可根据物体间相互作用对象的变化区分物理过程。
三、寻找临界点,进行过程分析
物体在状态变化过程中,一个物理量的变化要引起其它物理量的变化,物理量变化到某一值时,要引起物理过程的质的变化,在这种变化中,一定存在发生转折的临界状态。分析临界值,可以知道物体在临界状态前后的运动过程。
临界问题常可分为下列几种:(1)连接相邻的物理过程的状态;(2)某些物理量出现极值的状态;(3)某些物理量的值变为零的状态。
四、通过计算推理,展现物理过程
有些题目物理过程比较隐蔽,即不能从题目所给的物理现象中直接知道物理过程的全貌,也无法从某一物理事实直接推知整个物理过程,必须由题目所给的数据和条件经过仔细计算才能了解其中一个子过程,由此进一步计算分析,推知下一个子过程。这样层层攻坚,逐步推理,才能拔开迷雾见本质,获知全部物理过程。对于这类题,物理过程的探寻过程同时也是直接获得答案的过程。
综观以上分析,初中物理当中力电、光电、力热结合的物理题目过程极其隐蔽,物理情景非常复杂,只有经过一步步准确的计算,层层推理,才能逐步展现出物理过程,得以见“庐山真面目”。这不仅要有较高的计算能力,很强的分析推理能力及想象力,还要有足够的自信和耐心。