童志紅 熊根妹
(麗水學院附屬高級中學 浙江 麗水 323000)
在高中物理中,概念抽象難理解,規(guī)律眾多難掌握,習題多變難分析.對于物理學中的概念與規(guī)律,不少學生由于死記硬背,缺乏記憶的手段與技巧,因而往往事倍功半.久而久之,他們中的一部分對于物理的學習也就缺乏興趣,最終導致懼怕高中物理,從而影響他們的發(fā)展.物理學中的概念與規(guī)律,的確有些內容用科學的語言來表達雖然很精確,但不一定能給學生留下深刻的印象.如果我們在平時教學的過程中,特別是在高三復習時,把一些抽象的、不易掌握的內容,用口訣的形式表現(xiàn)出來,就可以幫助學生輕松地理解和記憶相應的物理知識,起到事半功倍的效果.
牛頓第三定律解決了力與反作用力的關系問題.這一關系可概括為:“等值反向非平衡,異體同性共存亡.”
說明:作用力與反作用力是作用在不同的兩個物體上,它們同時產(chǎn)生同時消失,并且是屬于同一性質的兩個力.由于作用力與反作用力也是大小相等、方向相反且在一條直線上,一般的學生容易將相互作用力與平衡力相混淆,故在此口訣中明確“非平衡”,以警示.
在中學階段,通常將衛(wèi)星環(huán)繞天體的運動看作勻速圓周運動.對于環(huán)繞同一中心天體運動的兩個衛(wèi)星,由于軌道不同,它們的能量、速度、周期等也不相同:“高軌道高能量、大周期小速度(線速度、角速度、向心加速度).”
說明:設中心天體的質量為M,衛(wèi)星的質量為m,兩者球心之間的距離為r.根據(jù)萬有引力提供向心力,有
可得
可見,環(huán)繞天體運動的衛(wèi)星,其線速度、角速度、向心加速度會隨著軌道半徑的改變而改變;對于不同的衛(wèi)星,線速度(角速度、向心加速度)不同,其軌道半徑也不同.因此,在遇到此類問題時,運用這一口訣,便能快速、準確地判斷出兩衛(wèi)星的線速度、角速度、向心加速度、周期的大小關系.
1.3.1 判斷感應電流方向的方法
在電磁感應現(xiàn)象中往往會涉及到感應電流,而判斷感應電流方向的規(guī)律有楞次定律與右手定則兩個.“楞次定律定方向,阻礙變化是關鍵;導體切割磁感線,右手定則更方便.”
說明:右手定則是楞次定律的特例,在導體切割磁感線的情形中,利用右手定則來判斷感應電流的方向較為方便.
1.3.2 楞次定律中“阻礙”的解讀
“楞次定律是抽象,真正理解從三方;楞次先看原磁場,增反減同定i(感應電流) 向;相對運動受反抗,來拒去留不一樣.”
說明:“阻礙”從磁通量角度來說是阻礙磁通量的變化——增反減同;從相對運動的角度來說是阻礙相對運動——來拒去留.
【例1】如圖1所示,光滑導軌M、N水平固定放置,兩根導體棒P、Q平行放于導軌上,形成一個閉合回路.讓一條形磁鐵從正上方某高處靜止下落,在其接近回路的過程中
圖1
A.P、Q將互相靠攏
B.P、Q將互相遠離
C.磁鐵的加速度仍為g
D.磁鐵的加速度小于g
分析:磁鐵向下運動,對P、Q與M、N組成的閉合回路因磁感強度B增大而磁通量增加.為阻礙磁通量增加,回路可通過減小面積來達到效果.因為M、N是固定的,所以P、Q互相靠攏,選項A正確.當磁鐵下面沒有回路時,磁鐵將做自由落體運動,加速度為g,現(xiàn)在由于感應電流阻礙相對運動,所以磁鐵下落的加速度會小于g,選項D也正確.故正確選項為A、D.
根據(jù)庫侖定律和力的平衡條件可知,為了使電荷系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),每個電荷受到的兩個庫侖力必須大小相等,方向相反.要滿足上述條件的三自由點電荷,有口訣:“直線三電荷,兩大夾一小,兩同夾一異,兩小距離近.”
說明:同一直線上的三個自由點電荷平衡,位于中間的電荷所帶的電荷量最小,不僅與兩側的電荷異號,并且還靠近兩側電荷中所帶電荷量較小的那一個.
連接體問題通常會涉及到整體法與隔離法.對于狀態(tài)相同的連接體(相對靜止)問題,學生一般會運用整體法.其實對于狀態(tài)不同的連接體,也可以利用整體法.即“力學問題方法多,整體隔離和假設;整體只需看外力,求解內力需隔離;狀態(tài)相同用整體,否則隔離用得多;即使狀態(tài)不相同,整體牛二也可做.”
【例2】滑桿和底座的質量為M,一質量為m的猴子沿桿以0.5g的加速度下滑.則在猴子滑至直桿底部的過程中,底座對地面壓力的大小等于______.
分析:設地面對底座的支持力為F,將滑桿和底座、猴子看作一個整體,根據(jù)牛頓第二定律有
(M+m)g-F=ma
可得
2.3.1 功是能量轉化的量度
能量的觀點是解決力學問題的三大觀點之一,而理清功與能的關系又是運用能量觀點來解決力學問題的關鍵.關于功與能的關系有口訣:“合力功,動能的變化;重力功,(重力)勢能的變化;除G外的功,機械能的變化.”
說明:根據(jù)動能定理可知,外力對物體做的總功等于物體動能的變化;由重力做功與重力勢能變化的關系可知,重力做了多少正功,重力勢能就減少多少;重力做了多少負功,重力勢能就增加多少.而物體機械能的變化等于除重力G外的力對物體所做的功.
2.3.2 運用功能關系解題的一般步驟
運用動能定理來求解的一般步驟可概括為:“確定對象與過程,分析狀態(tài)找動能,過程各功加一起,動能變化與它等.”
說明:動能定理不僅適用于恒力,也適用于變力;不僅適用于直線運動,也適用于曲線運動.但無論是做功還是動能的變化,都是針對某一過程的,因此在運用動能定理時,首先要明確研究的對象和研究的過程,然后寫出這一過程的總功和動能的變化,再列等式求解.
有時物理口訣也可以是簡單的一句“溫馨提示”,如關于帶電粒子垂直進入勻強磁場的問題,其解題的一般步驟是“定圓心,找半徑,經(jīng)常利用對稱性”;對于三個共點力作用下的物體平衡則有“任意兩個力的合力與第三個力等大反向”等等.總之,在物理教學中把抽象的物理規(guī)律、重點難點、解題方法等編成短小精悍、生動形象、朗朗上口的口訣,不僅可以幫助學生理解與記憶,而且還可以活躍課堂氣氛,提高學生學習物理的興趣.