黃芳琳
高中物理教學主要是引導學生正確理解物理概念、掌握物理規(guī)律,并通過物理解題來鞏固、深化所學知識以及各知識點間的相互聯(lián)系,體現(xiàn)知識的應用性和綜合性,著眼于知識的靈活運用與提高。物理新課程的教學目標是知識和能力,重點在能力,即運用所學到的物理概念、物理規(guī)律來分析、解決問題,從而更加全面地、深入地、準確地理解物理概念、物理規(guī)律和物理方法。學生解題能力的培養(yǎng)和提高是高中物理教學的主要任務。物理教學中構建高效的習題教學課堂,充分體現(xiàn)新課程的教學理念和三維教學目標,要求學生學會和掌握突破解題難點的一些基本方法。
一、建立恰當?shù)奈锢砟P?/p>
物理概念和物理規(guī)律都是通過建立適當?shù)奈锢砟P偷玫剑锢斫虒W的本質(zhì)可以說是建立和掌握物理模型的過程,每個物理現(xiàn)象與過程,都有具體的物理模型。解題時,根據(jù)研究問題的對象、物理過程等,如果能構建出一個恰當?shù)奈锢砟P?,就能揭開掩蓋物理現(xiàn)象與物理過程的本質(zhì)特征的面紗,從而找到解決問題的方法。建立一個恰當?shù)?、正確的物理模型是解題的關鍵。
例1一輛小轎車在平直寬闊的公路上高速行駛,突然發(fā)現(xiàn)前方不遠處有一較大的障礙物,此時司機是立即剎車呢,還是立即轉(zhuǎn)彎?
分析與解答首先假設小轎車分別剎車和轉(zhuǎn)彎,對兩個運動過程進行抽象,建立物理模型:
剎車的過程可認為小轎車做勻減速直線運動直至停止,設其初速度為v0,加速度為a=μmg1m=μg,小轎車滑行過程有0-v20=2(-a)s,則滑行距離為s=v2012a=v2012μg。小轎車轉(zhuǎn)彎過程可簡化成做勻速圓周運動,由向心力公式得μmg=mv201r,則轉(zhuǎn)彎的半徑r=v201μg。
由上述分析、計算可見,小轎車滑行距離s小于轉(zhuǎn)彎半徑r,因此小轎車在遇到障礙物的時候直接剎車更好。
說明物理解題過程,實際上是對研究的實際問題構建出恰當?shù)奈锢砟P偷倪^程,再運用相關的物理知識對這個模型加以分析、計算,從而達到解決問題的目的。
二、進行聯(lián)想思維,形成知識體系
將所學到的物理概念和物理規(guī)律等有關知識進行分析、整理、歸納,將各個知識點和分析方法相互聯(lián)系起來以形成一定的知識體系,使得解決實際問題時,能夠做到知識的靈活運用與前后聯(lián)系,通過知識間相互聯(lián)系、相互印證以及分析方法的實際應用,不僅加深了對知識的理解和鞏固,同時發(fā)展了聯(lián)想思維的能力,擴大知識的視野,增強物理思維的嚴謹性、發(fā)散性,各個知識點間形成相互聯(lián)系,使得各部分知識形成一定的知識體系。
例2如圖1所示,在絕緣水平面上,放有U型金屬框架,其平行部分MM′、NN′足夠長,導軌上垂直導軌放一根導體棒ab。已知導體棒質(zhì)量為m1=0。1 kg,電阻R1=0。3Ω,導軌間距L=0。4 m,框架質(zhì)量m2=0。2 kg, U型金屬框架與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0。2,框架MN的電阻R2=0。1Ω, 其余電阻不計。整個裝置放在一個豎直向上磁感應強度B=0。5 T的勻強磁場中,水平恒力F=2 N垂直于導體棒ab向右,ab與軌道接觸良好從靜止開始無摩擦地運動,當ab運動到某一t總=t+t′=(14+57) s≈71 s.
四、利用圖像分析并解決問題
例4如圖6所示,一質(zhì)量m=1 kg的木板靜止在光滑水平地面上.開始時,木板右端與墻相距L=0。08 m,一質(zhì)量m=1 kg的小物塊以初速度v0=2 m/s滑上木板左端.木板的長度可保證物塊在運動過程中不與墻接觸.物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0。1,木板與墻碰撞后以與碰撞前瞬時等大的速度反彈.取g=10 m/s2,求:
(1)從物塊滑上木板到兩者達到共同速度時,木板與墻碰撞的次數(shù)及所用的時間.
(2)達到共同速度時木板右端與墻之間的距離.
解析 (1)物塊滑上木板后,在摩擦力的作用下,木板做勻加速運動的加速度a1=μg=1 m/s,方向向右;物塊做減速運動的加速度a2=μg=1 m/s,方向向左??勺鞒鑫飰K、木板的v-t圖象如圖7所示。
由圖可知,木板在0。4 s、1。2 s時刻兩次與墻碰撞,在t=1。8 s 時刻物塊與木板達到共同速度.
(2)由圖7可知,在t=1。8 s時刻木板的位移為
s=112×a1×0。22=0。02 m
木板右端距墻壁的距離Δs=L-s=0。06 m.
通過以上幾例可以看到,圖象的內(nèi)涵豐富,綜合性比較強,而表達卻非常簡明,是物理學習中數(shù)、形、意的完美統(tǒng)一,體現(xiàn)著對物理問題的深刻理解。給學生的不僅僅是一種解題方法,也是一個感悟物理簡潔美的過程。希望通過本文幫助同學克服對圖象解題的神秘感和恐懼心,善于應用圖中條件,樂于嘗試用圖象來解題,加深對物理問題本質(zhì)的理解,在實踐中不斷提高自己運用圖象解決問題的能力。