妙用分解思想,培养学科素养

2017-06-20 06:02福建省安溪县恒兴中学李育民
卫星电视与宽带多媒体 2017年12期
关键词:分解成物块情景

福建省安溪县恒兴中学 李育民

一、分解基础知识,克服死记硬背

在平时的教学实践中,我们发现许多物理基础知识即物理概念、定理、定律都可以利用分解思想将其分成它的几个组成部分,即进行有目的、有意识地分解。然后,引导学生对各个部分逐一进行理解剖释,最后达到对整个概念、定理、定律的理解内化。

二、分解教材结构,避免囫囵吞枣

物理教学中常常发现有些教师对所教教材内容把握不当,在设计导学案时没有根据学生的认知规律,往往把整节课的教学内容用几个假、大、空的思考题去指导学生阅读教材,让学生思考回答,例如,《压力的作用效果》这样设计问题:1.压力的作用效果跟那些因素有关?2.什么是压强?结果让学生在回答问题时要么照本宣科、要么无所适从,没有任何的思考价值。其实,我们可以把教材结构用“分解思想”分成四学四导,即分成压力、受力面积、压力的作用效果(压强)、改变压强的方法四个部分逐一设计自学指导思考题,让学生在教师指导下层层推进,逐一剖析内化,最后使压强概念迎刃而解。这样分解教材结构既化复杂为简单,符合学生认知规律,又避免学生囫囵吞枣。

三、分解物理矢量,实现化繁为简

高中物理量属于的矢量有速度、位移、加速度、力、电场强度、磁感应强度,而这些矢量的分解与合成都遵循平行四边形定则。物理矢量可以根据分解思想将其分解成它的几个分矢量,但对一个具体的矢量问题,就要视问题的实际情况而定。解决这种问题的策略就是根据分解思想和解题的需要进行有目的、有意识地进行分解,从而使问题简单化,以便使解题思路明朗化,最终达到解决问题的目的。例如,在解决平抛运动问题时,常常把平抛运动问题通过分解转化为直线运动问题,这样就把复杂的曲线运动问题通过分解转化为简单易解的两个直线运动问题;把某点的线速度分解成水平分速度和竖直分速度;把某段时间的位移分解成水平分位移和竖直分位移。再如,利用牛顿定律解决问题时,在对研究对象进行受力分析后,常常把力沿两个互相垂直的方向进行分解,这样往往可以给问题的求解带来方便。可见“分解思想”可以把复杂的问题简单化。实际上“分解思想”在物理解题中处处可见。

四、分解物理模型,瓦解分化难题

物理本身是一门“以物研理”的学科,一份练习、一张试卷中的物理模型不下十几个,而物理模型是我们解决物理问题的研究对象,纵观物理模型有的是由几个模块组合而成,有的是几个物体叠加而成,如果我们对整个模型进行整体分析比较困难甚至无法解决,这时如果能够应用“分解思想”将其瓦解分化成若干个局部或个体,再通过分析局部或个体的特点来寻求解题的突破口,即实施“分部分、找联系、抓规律”的方法,很多难题就能迎刃而解。

五、分解物理情景,达到事半功倍

在物理习题的演练中,有些物理问题的情景较为繁杂,用物理规律或公式来处理物理情景的全过程较难奏效的情况下,可以应用“分解思想”将物理情景的全过程按照事物发展的顺序分成几段熟悉的子过程进行分析,或者将复杂运动的全过程分解成几个简单或特殊的运动过程来考虑,每个小过程都应是学过的直线运动(一般是匀速直线运动、匀加速直线运动、匀减速直线运动)、平抛运动、圆周运动。分解出若干个便于层层推进的解题步骤,逐个予以解决,然后再把分解后讨论所得子过程的结果综合起来而得到整个问题(原问题)的解,这就是“分解思想”在解题中的应用,这样就能使解题达到事半功倍的效果。

例1:如图所示,在xOy坐标系y轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向外、向里的匀强磁场,磁感应强度均为B,一个围成四分之一圆形的导体环Oab,其圆心在原点O,半径为R,开始运动时在第一象限,从t=0起绕O点以角速度ω逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势e随时间t而变的函数图象(以顺时针电动势为正)。

说明:通过把导体环转动一周的情景按照运动情景发展过程分解成连续的四个90°的情景来分别分析。这样做的目的:一是将一个较为复杂的情景简单化,分解后的情景又是我们比较熟悉的;二是弄清了这四个情景中感应电动势变化的规律,考虑到运动的周期性,使得问题一目了然。由此可看出,将这一较复杂的运动过程分解成几个子过程来考虑,然后各个击破,这样便于我们清晰地把握题目的情景以及事物发展的过程,更有利于有条不紊地解决问题。

例2:如图所示,水平路面CD的右侧有一长L1=2m的板M,一小物块放在板M的最右端,并随板一起向左侧固定的平台运动,板M的上表面与平台等高。平台的上表面AB长s=3m,光滑半圆轨道AFE竖直固定在平台上,圆轨道半径R=0.4m,最低点与平台AB相切于A点。当板M的左端距离平台L=2m时,板与物块向左运动的速度v0=8m/s。当板与平台的竖直墙壁碰撞后,板立即停止运动,物块在板上滑动,并滑上平台。已知板与路面的动摩擦因数μ1=0.05,物块与板的上表面及轨道AB的动摩擦因数μ2=0.1,物块质量m=1kg,取g=10m/s2。

(1)求物块进入圆轨道时对轨道上的A点的压力;

(2)判断物块能否到达圆轨道的最高点E。如果能,求物块离开E点后在平台上的落点到A点的距离;如果不能,则说明理由。

说明:处理本题要抓住物理情境发展的顺序将物体的运动情境分解成连续的五个过程。

由此可以看出,将这一较复杂的物理情境分解成几个子情境来考虑,然后抓住关键点采取各个击破,最终实现综合题的破解。掌握分解思想有助于提高我们分析问题和解决问题的能力。纵观历年高考综合题大多是几段情景或几个运动过程的拼盘整合,而用分解思想来分解物理情境是拼盘整合的逆过程,更是破解综合题的最有效的方法。

总之,无论是教师的教学还是学生的学习,都必须掌握分解思想,提高分解能力。而要提高师生的分解能力,除了平时培养自身有强烈的分解问题的意识外,同时还要强化分解能力这方面的砺练,在解决问题的过程中理解熟练掌握分解的技能,才能提升分解问题的能力,最终达到妙用分解思想,提高学科素养。

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