周楊
摘要:在新課改的背景下,學校對高中各科教學的方法提出了越來越高的要求。高中物理作為一門邏輯性較強的學科,在學習過程中使學生具備高水平的解題能力便顯得尤為重要。筆者重點結合教學案例對高中物理幾大解題方法進行了探究,希望以此為同學們解題能力的提高提供一些具有價值性的參考依據(jù)。
關鍵詞:新課改;高中物理;解題方法
引言
由于物理學科存在邏輯性較強的原因,通常會使同學們在學習過程中難以理解,從而大大降低了物理解題的效率[1]。為了使同學們物理解題效率得到有效提高,教會大家物理的解題方法便顯得極為重要。對于我們來說,學到更多的物體解題方法,便能夠為優(yōu)化學習提供依據(jù)。鑒于此,本課題對“新課改高中物理解題方法”進行分析與探究具有較為深遠的重要意義。
1.圖像法
在高中物理學習過程中,掌握圖像與題干的聯(lián)系顯得極為重要。因為,通過圖像往往能夠將復雜的物理問題變得簡單化。
例1:現(xiàn)有水與酒精,它們的質量與初始溫度均相等,利用兩個相同的加熱器進行分別加熱(熱量損失忽略不計),如圖1所示,為加熱過程中溫度隨時間變化的圖像。那么,a、b兩種液體各是什么?
解析:由于兩種液體加熱時間及所吸收熱量均相同,結合圖像可知,兩種液體的初始溫度相同,但在加熱同等時間之后,a的溫度要比b的溫度大,因此a的溫度變化要大于b的溫度變化,以公式Q吸=cm△T得出:b的比熱容要比b的比熱容大,所以a是酒精,b是水。
物理解題過程通常較為復雜,而圖像則能夠較為直觀、形象地將物理變化過程表現(xiàn)出來。通過對圖像的利用,便能夠作為一些物理問題解題的突破口。筆者認為,在利用圖像解決物理問題的過程中,讓同學能夠熟練掌握圖像,這樣才能夠為后面的解題提供基礎保障。另外,還需要對圖像斜率的物理含義及交點的含義進行充分重視,以此獲取更多的解題信息。
2.對稱法
對于一些難以解決的物理,有時可以利用對稱法加以解決。在物理解題方法中,對稱法是一種非常規(guī)物理解題方法,但它具有化繁為簡的作用,同時使解題的有效性及準確性增強。
例2:如圖2,A、B兩塊長方形木板在一起疊放,A伸出長度多于B五分之一,試問:在使2塊木板保證不翻倒的條件下,木板伸出桌面的最大長度是多少[2]?
(左為圖2,右為圖3)
解析:將A木板右端伸出B端的五分之一截去,并將截去的部分往B木板的右端補上,如圖3,在A木板與B木板整體的對稱軸剛好經過桌邊的情況下,B木塊伸出桌面的長度最大,便有:l-x=x+l/5,得出x=2l/5。
對于例題2,常規(guī)的解題方法可以通過力矩原理加以解決,但是利用力矩原理較為復雜,既難以使學生理解,又極易發(fā)生錯誤。因此,在教學過程中,對于類似的問題便可以采取對稱法進行解題。如此一來,不但簡單、直觀,而且還能夠大大提升解題的效率。
3.等效替代法
等效替代法指的是,把具有復雜特點的物理過程用存在等同效果的現(xiàn)象向簡單物件過程進行轉變的一種方法,該方法的目的是對物理問題進行分析,進一步起到解決物理問題作用。把復雜的物理過程用一類或多類簡單明了的物理過程進行轉換及代替,便能夠使復雜的物理問題變得簡單,使用等效代替法的時候,需要充分注重一些基本事項,比如基于替換物理過程當中,無需兩種過程的各個方面效果均一致,只需對部分效果的一致進行研究即可。下面筆者以一個電阻求值為例:
例題3:如圖4,在電路當中,電源電動勢E、內阻r、定值電阻R1、R2都不確定,已知在R=10Ω的情況下,A的示數(shù)為1A;在R=18Ω的情況下,A的示數(shù)為0.5A;求當A示數(shù)為0.1A的情況下,R的取值Rx的大小。
解:
圖4
由題干已知可得:E/r+10Ω=1A,E/r+18Ω=0.6A;
進一步得出:E=12V,r=2Ω;
然后根據(jù)E/r+Rx=0.1A,將E與r代入,得出Rx=118Ω。
結論:對于例題3,使用常規(guī)的方法,會發(fā)現(xiàn)未知量過多,從而為解題增加了很大的困難。因此,針對解題困難的問題,便可以轉變解題思路,利用等效替代法,把圖中虛框一部分當作一個整體,將其視為一個等效電源—E、r,如此一來,例題3問題的解決便實現(xiàn)了化難為易,并且這類解題方法不但提高了解題效率,而且還極易被學生接受,能夠加深學生理解,進一步為物理解題的優(yōu)化提供了科學依據(jù)。
4.極端假設法
極端假設法是指把物理過程在一般狀態(tài)的基礎上,向特殊狀態(tài)進行轉變,進一步對問題加以分析,并采取有效的解決措施。極端假設法的優(yōu)勢就是通過分析把原本繁瑣的物理問題變得簡單化,從而為提高解題效率奠定良機。
例4:如圖5,一根拉不斷的輕繩,一端系著小球a,另一端系著小球b,跨在兩根固定在同一高度的光滑水平細桿上,a球置于地面,質量為3m;b球從水平位置靜止釋放,質量為m,在a求對地面的壓力恰好為0的情況下,b球擺過的角度則為θ,試問:(1)θ為多少度?(2)下落過程中,重力對小球的功率變化情況[3]?
圖5
解析:通過假設法解決例題4的步驟為:對小球到最低點情況下繩子的拉力進行假設,以P=mgvcosα可以得出,在初始情況下小球b只受重力的作用,v=0,所以P=0;在小球落至最低點的情況下,重力方向朝下,速度方向為水平,所以α為90°,此時功率還是等于0,在P初始=P最終=0的情況下,那么下落過程中,重力對小球的功率變化情況為先增大后減小。
5.結語
通過本課題的探究,認識到在新課改的背景下,教會同學們高中物理解題的方法有著實質性的作用。筆者認為,這是一項較為系統(tǒng)的工作,加之高中物理邏輯性較強,因此不能一蹴而就,需要結合物理教學內容及大家的實際情況,以循序漸進的方式教會大家各種解題方法。并且,在學習過程中,還需要互相溝通及交流,了解解題思路,對于創(chuàng)新的解題思路供于大家學習,對于容易發(fā)生錯誤或較為復雜的解題方法,學會另辟蹊徑,找出更有效的解題方法,以此為大家解題效率的提高起到推波助瀾的作用。(作者單位:西華師范大學物理與電子信息學院)
參考文獻:
[1]宋兵鳳.新課改背景下的高中物理教學探討[J].技術物理教學,2012,02:9-10.
[2]向鋒.新課改背景下的高中物理實驗教學模式的優(yōu)化策略[J].中國科教創(chuàng)新導刊,2013,21:130-132.
[3]李有學.新課改背景下高中物理教學的實踐研究[J].新課程研究(下旬刊),2014,10:39-40.