在高中物理习题教学中培养学生的学习能力

2016-04-19 09:27张辉
新课程·下旬 2016年2期
关键词:物块习题物体

张辉

高中物理情景无限、题海无边,但解题方法有限。对物理习题不能就题讲题,应该“就题论理”,渗透科学方法,侧重于从物理知识本身繁衍出来的思维方法,强化基于一定方法上有目的地训练,能优化学生的思维品质,提高学生的思维能力。选择习题时要重点体现物理学科思想方法,指导学生对习题进行分类归纳,总结反思,从而对学生进行思维能力的训练,提高学生的学习能力。

一、寻求多题归一,提高综合能力

所谓同一性习题,指的是那种尽管表面看起来形式并不一致甚至差别很大,但它们的求解思路、解题步骤乃至最后结果却非常相似,甚至完全一致的习题,同一性习题是多题归一的研究对象,多题归一与一题多解是习题教学中相辅相成的两个方面,如果说一题多解是拓展思路、培养分析变通能力的有效手段,那么多题归一则是使知识系统化,提高归纳综合能力的有效途径。

对物理习题进行比较鉴别、整理归类是研究同一性习题的主要方法,同一性习题一般可有以下几种情况。

1.由形式对比提供的同一性

例1.图1中甲、乙两图的小车均以恒加速度a向右运动,甲图中楔块固定,斜面光滑,欲使小物块与楔块间无相对位移,求斜面的倾角。乙图中小球用细线系于车顶,求细线偏离竖直方向的角度。

两图中木块与小球所受合外力方向均为水平向右且等于ma,这个力应是重力和另一个力的合力,这另一个力对于甲图是楔块的支持力,对于乙图是细绳的拉力,两物体受力示意图完全一样,因此两题结果一样,均为θ=tg-1■。另外,单摆在光滑圆弧底部小球做微振动的问题也完全相似,这类同一性习题,由于受力一致,因而属于同一类物理模型,自然就具有相同形式的解。

2.由内在联系提供的同一性

例2.图2中甲图物块m置于斜劈m1的斜面上,斜劈倾角为θ,一切接触面光滑,求物块m与斜劈无相对滑动时水平推力F的大小。

乙图中A、B两物体置于光滑的水平面上,其质量均为m,A、B之间的接触面也是光滑的,B的斜边倾角为θ,要使A、B两物体不发生相对滑动,求推力F的取值范围。

甲图的题是大家很熟悉的,其解可由F=(m+m1)a(对整体)及a=gtgθ(对木块)得出F=(m+m1)gtgθ。

乙图情况只是甲图的拓展,物块A即相当于m用水平力向左推B时,由A不上滑给出的推力F的最大值就是甲图所表示的结果,由于乙图中两物块质量相等且均为m,所以推力F的最大值就是2mgtgθ,乙图与甲图的区别仅在于乙图中物块A由于受到水平面的限制不可能下滑,因此推力F的最小值就是零,因此为0≤F≤2mgtgθ。

二、转换解题情景,优化思维品质

当我们遇到较新颖的习题,分析较复杂的物理过程时,常会出现暂时的思维障碍,这时为了寻找解题的突破口,有必要采取灵活、巧妙的变通方式,把题目中的物理情景归为我们熟悉的模型,以便达到降低难度、顺利求解的目的。自己曾在教学中尝试了类比转换方法。

这类转换的特点是将两类具有相同或近似属性的事物进行比较分析,从一类事物的某些已知特性出发,外推另一类相关事物所具有的未知特性,常见的类比对象有物理模型、物理过程、物理方法等。

例3.物体做匀加速直线运动,自开始观察后第3 s内的位移是8 cm,第10 s内的位移是15 cm ,求物体运动的初速度和加速度大小。

分析:常规解法是列二元方程组,但此法十分麻烦,如能联想到打点计时器在匀变速运动纸带上所打点迹的处理方法,则可直接根据关系式a=■,求出a=1m/s2 及以后的v0=5.5 m/s。

三、抓住典型习题,把握最佳方法

一个题目,往往用到的不是一种物理思想方法,不光涉及某一方面的能力,重点是要寻找到合适的、简捷的物理方法。

这是一道考查学生能力的好题,有多种求法,但涉及的知识并不多。然而,很多学生被小物体的多次往复运动摩擦力方向也随着不断变化,又与初始运动方向没有联系、不知它运动到何处停止等现象迷惑。究其原因,不是概念不清,规律不明,而是思维方法的问题。显然本题不能只从局部出发去思考,而要采取整体思维。以小物体运动的全程为研究对象,最终必停于O点,由此很容易得出电场力做正功qEx0,摩擦力做负功-fS,初末动能分别为■mv20和0,故对全程运用动能定理就可以很容易地求出结果。

整体思维和局部思维的方法,最早出现在物理受力分析中的“整体法”和“隔离法”,然而这种思想方法存在于整个高中物理教学中,即在空间和时间上同样存在“整体思维”和“局部思维”的思想方法。

在高中物理复习中,教师要跳进题海,探究物理解题方法,引导学生多反思、多总结,从而实现从解题方法中形成解题技能,进而提高学生的解题能力,学生的学习能力自然就会得到提高。

参考文献:

朱韩亮.谈物理教学中如何培养学生的探究能力[J].成才之路,2010(16).

编辑 李建军

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