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        物理教學中隱性“講不清”現(xiàn)象的辨析——對2014年高考上海卷第16題的深入思考

        2015-12-23 01:37:34喬月梅
        物理通報 2015年7期
        關鍵詞:解題教師學生

        張 波 喬月梅

        (江蘇省口岸中學 江蘇 泰州 225321)

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        物理教學中隱性“講不清”現(xiàn)象的辨析
        ——對2014年高考上海卷第16題的深入思考

        張 波喬月梅

        (江蘇省口岸中學江蘇 泰州225321)

        摘 要:在平時的教學中存在一種隱性的“講不清”現(xiàn)象,產(chǎn)生的主要原因是由于教師和學生沒有仔細辨析題目,用解“熟題”的經(jīng)驗解答造成的.這種不良現(xiàn)象不易被教師和學生發(fā)現(xiàn),帶來的危害是隱蔽而深遠的.本文以一道高考選擇題為例說明為什么會產(chǎn)生這種“講不清”現(xiàn)象以及如何避免這種不良現(xiàn)象.

        關鍵詞:選擇題講不清現(xiàn)象

        從歷年的高考選擇題中可以看出,有些選擇題是從往年高考試題或者教材中的習題改編而成的,這種題型給學生既熟悉又陌生的感覺,命題者通過創(chuàng)設一個新的情境或增減一兩個條件來考查學生的知識遷移能力.如果以“熟題”的解題經(jīng)驗去解答,會造成學生解題的迷惑,教師講解的困惑.出現(xiàn)“選得出正確結(jié)果,講不清問題”的怪現(xiàn)象,這就需要我們教師辨析解法、追根溯源,幫助學生參透題意,得出正確的解答過程.以下就以2014年高考上海卷第16題為例加以說明.

        【題目】(2014年高考上海卷第16題)如圖1,豎直平面內(nèi)的軌道Ⅰ和Ⅱ都由兩段細直桿連接而成,兩軌道長度相等.用相同的水平恒力將穿在軌道最低點B的靜止小球,分別沿Ⅰ和Ⅱ推至最高點A,所需時間分別為t1和t2;動能增量分別為Ek1和Ek2.假定球在經(jīng)過軌道轉(zhuǎn)折點前后速度大小不變,且球與Ⅰ和Ⅱ軌道間的動摩擦因數(shù)相等,則

        A.Ek1>Ek2;t1>t2

        B.Ek1=Ek2;t1>t2

        C.Ek1>Ek2;t1

        D.Ek1=Ek2;t1

        圖1

        1問題焦點

        這是一道很有意思的題目,在高三的一次集體備課中組內(nèi)所有教師都參與討論了該題,發(fā)現(xiàn)該題似曾相識,但又有不同之處,大家都能用動能定理推理出整個過程中動能的增量是相等的,所以應該在B和D中選出正確答案,問題的焦點在于時間的判斷方法上出現(xiàn)了爭論,部分教師認為應用圖像法判斷出時間長短.

        圖2

        解答如下:設動摩擦因數(shù)為μ,由圖2中可知當斜面傾角為θ時,小球的加速度

        tanα=μ

        從表達式中可以看出,當θ越大a越小,由初速為零和動能的增量相等可知到達頂點的速率相等,結(jié)合題中給出路程相等信息定性作出速率-時間圖像,圖像如圖3所示,可知沿Ⅱ軌道運動的小球先到達,故選B.

        圖3

        在文獻[1]中談了判斷時間大小的具體過程,內(nèi)容表達如下:依據(jù)初、末速率相等和路程相等,同時根據(jù)圖1上軌道的對稱特點,可定性認為小球在軌道上一直做加速運動,畫出速率隨時間變化的圖像如圖4所示,可知沿Ⅱ軌道運動的小球先到達.

        圖4

        筆者認為以上均使用v-t圖像進行定性解答,能快速地選出正確答案,在考試中使用比較節(jié)約時間,但是如果我們教師在課堂上也這樣講,是不嚴密的,存在講不清的現(xiàn)象,理由是題中只講了豎直平面內(nèi)的軌道Ⅰ和Ⅱ都由兩段細直桿連接而成,兩軌道長度相等,沒有給出各段的大小關系,不管從題目中還是從圖形中都得不出Ⅰ和Ⅱ軌道對稱的信息,如果要用圖像法解答,就必須將BC與BD(如圖5所示)的各種大小關系情況的速率-時間圖像都要畫出,才能判斷出時間的大小關系.

        圖5

        2正確解法

        筆者認為判斷本題時間大小應當用動能定理和平均速率解答比較好,具體解析如下.

        解析:小球運動到某一位置的受力如圖2(設該位置處斜面傾角為θ),其中滑動摩擦力

        (1)

        對小球從B上升到A的過程根據(jù)動能定理得

        Fx-mgh-f L=ΔEk

        (2)

        將式(1)代入式(2)

        整理得到

        (3)

        由于沿兩種軌道向上運動過程中水平位移和上升的高度均相等,可得拉力、摩擦力、重力做功均相等,所以整個過程中動能的變化量相等.

        圖6

        3追根溯源

        為什么許多教師和學生拿到該題會一下子想到用圖像法,原因來自于我們平時作業(yè)中常用的一道習題.具體題目如下.

        【例1】如圖7所示,ABC和AD是兩個高度相等的光滑斜面,ABC由傾角不同的兩部分組成,且AB+BC=AD.兩個相同的小球a和b從A點分別沿兩側(cè)斜面由靜止滑下,不計轉(zhuǎn)折處的能量損失,則滑到底部的先后次序是

        A.a(chǎn)球先到B.b球先到

        C.兩球同時到達D.無法判斷

        圖7

        這道題經(jīng)常被教師拿來當范例,許多教師會將圖像法的解答呈現(xiàn)給學生看,用來說明圖像法解答的便捷、準確性,甚至會出現(xiàn)部分教師放棄用動能定理和平均速率的基本解法,造成學生碰到該類型題時只能想到用圖像法解答.

        4一點思考

        教師和學生對本題都有似曾相識的感覺,相似但不相同,這是高考命題者追求的狀態(tài),也是成功命題的表現(xiàn).筆者認為該題是將下列兩個題目有機糅合并巧妙改造而成的.

        【例2】如圖8所示,一薄木板斜擱在高度一定的平臺和水平地板上,其頂端與平臺相平,末端位于地板的P處,并與地板平滑連接,將一可看成質(zhì)點的滑塊自木板頂端無初速度釋放,滑塊沿木板下滑,接著在地板上滑動,最終停在Q處.滑塊和木板及地板之間的動摩擦因數(shù)相同.現(xiàn)將木板截短一半,仍按上述方式擱在該平臺和水平地板上,再次將滑塊自木板頂端無初速度釋放,則滑塊最終將停在

        A.P處B.P和Q之間

        C.Q處D.Q的右側(cè)

        圖8

        【例3】(2013年高考廣東卷第19題)如圖9,游樂場中,從高處A到水面B處有兩條長度相等的光滑軌道.甲、乙兩小孩沿著不同軌道同時從A處自由滑向B處,下列說法正確的有

        A.甲的切向加速度始終比乙大

        B.甲、乙在同一高度的速度大小相等

        C.甲、乙在同一時刻總能到達同一高度

        D.甲比乙先到達B處

        圖9

        從例2中可以推知滑動摩擦力做功只與動摩擦因數(shù)、重力、水平位移有關,與斜面的傾角無關.從例3可以知道兩種軌道情況下初、末速度一樣,沿甲軌道加速度一直減小,沿乙軌道加速度一直增大,從圖形中可以看出加速度具有對稱性.所以用圖像法可以很快選出正確答案.2014年上海卷第16題巧妙地利用了上述兩題的結(jié)論,并在此基礎上有所變化,只描述了整個路程相等,沒有描述各段的大小關系,筆者以為如果在題中突出整個路程相等,其中各段大小關系不定,再將選項C,D中的時間t1

        5小結(jié)

        從上面的案例中可以看出,教師講課時不僅要注意聲音上的講不清,更要注意題目分析、講解時的講不清,第一種講不清,會造成聽覺上的聽不清,只要提高音量或使用話筒即可解決.第二種講不清,會造成學生理解上的“聽不清”.要避免第二種講不清需要教師仔細分析題意、辨析解法、幫助學生參透題意,引導學生使用常規(guī)思維、方法、知識去解題,切實提高學生分析問題、解決問題的能力.

        參考文獻

        1潘華君,夏云. 巧用速率-時間圖像 妙解兩道高考題.物理教師,2014(11):75

        收稿日期:(2014-12-30)

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